CN116885835B - 光伏充电控制方法、装置及光伏充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光伏充电控制方法、装置及光伏充电设备；获取太阳能电池电压及充电电池电压；第一控制信号输出模块判断太阳能电池电压、充电电池电压满足第一条件时输出第一控制信号；第一条件至少为太阳能电池电压大于充电电池电压；供电电源输出控制模块与第一控制信号输出模块连接，第一控制信号控制其输出供电电源；第二控制信号输出模块与供电电源输出控制模块连接，由供电电源获取第二控制信号锁定控制输出供电电源；控制模块与供电电源输出控制模块连接，配置有判定时长，且配置为实时获取太阳能电池电压，根据判定时长内的各太阳能电池电压的大小及波动情况控制下一判定时长内的供电电源是否输出及是否启动充电。本发明提升用户使用体验。

Description

光伏充电控制方法、装置及光伏充电设备

技术领域

本发明属于光伏充电技术领域，具体地说，是涉及一种光伏充电控制方法、装置及光伏充电设备。

背景技术

光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏特效应把太阳能直接转化为电能的发电形式。太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流-交流逆变器和交流配电设备等组成。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其利用半导体的光伏效应把光能直接转化为电能，送往蓄电池中存储起来；然后蓄电池中的电能经过升压、逆变等过程，转变成家用电器需要的交流电用于实际应用。

由于太阳能电池吸收的能量受天气、阳光强弱、照射角度等的影响，太阳能电池的电压波动起伏很大，考虑到充电电路各器件的耐压，软件设置了太阳能电池电压的输入范围，不在范围内则不会启动。因此，在天气变化较快时会导致太阳能电池电压波动，进而导致充电电路频繁开关，影响三极管、继电器等开关元器件和蓄电池的使用寿命，而且继电器的频繁开关的噪音也会给用户带来不好的体验。

发明内容

本发明提供一种光伏充电控制方法、装置及光伏充电设备，解决由于天气变化频繁导致的太阳能电池电压波动带来的充电电路的频繁开关的问题，延长开关元器件、蓄电池的使用寿命，提高光伏充电设备的可靠性，提升用户体验。

一种光伏充电控制方法，包括：

实时获取太阳能电池电压、充电电池电压；

比较所述太阳能电池电压与所述充电电池电压，并当所述太阳能电池电压和所述充电电池电压满足第一条件时输出第一控制信号，用于控制输出供电电源；所述第一条件至少为所述太阳能电池电压大于所述充电电池电压；

由输出的所述供电电源获取高电平的第二控制信号，用于锁定控制输出所述供电电源；

设定判定时长；根据当前所述判定时长内所述太阳能电池电压的大小及波动情况控制下一所述判定时长内的所述供电电源是否输出及是否启动充电。

在一具体的实施例中，根据所述判定时长内的各所述太阳能电池电压的变化情况控制所述供电电源是否输出及是否启动充电包括：

设定充电启动电压阈值；循环所述判定时长的计时；

比较所述判定时长内获取的各所述太阳能电池电压与所述充电启动电压阈值；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均在所述充电启动电压阈值的范围内，则在下一个所述判定时长内均控制启动充电；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均不在所述充电启动电压阈值的范围内，在下一个所述判定时长内均控制停止充电及输出第三控制信号；所述第三控制信号控制停止输出所述供电电源；

如果所述判定时长内的各所述太阳能电池电压有的在所述充电启动电压阈值的范围内，有的不在所述充电启动电压阈值的范围内，则控制在下一个所述判定时长内持续上一所述判定时长的充电状态。

在一些具体的实施例中，设定启动供电电压阈值；所述第一条件为所述太阳能电池电压与所述充电电池电压的差在所述启动供电电压阈值的范围内。

一种光伏充电控制装置，包括：

太阳能电池电压获取模块，其用于与太阳能电池连接获取太阳能电池电压；

充电电池电压获取模块，其用于与充电电池连接获取充电电池电压；

第一控制信号输出模块，其分别与所述太阳能电池电压获取模块、所述充电电池电压获取模块连接，实时接收所述太阳能电池电压、所述充电电池电压，并当所述太阳能电池电压和所述充电电池电压满足第一条件时输出第一控制信号；所述第一条件至少为所述太阳能电池电压大于所述充电电池电压；

供电电源输出控制模块，其与所述充电电池、所述第一控制信号输出模块连接，当接收到所述第一控制信号时输出供电电源；

第二控制信号输出模块，其与所述供电电源输出控制模块连接，当所述供电电源输出控制模块输出所述供电电源时其输出高电平的第二控制信号，控制所述供电电源输出控制模块锁定输出所述供电电源；

控制模块，其与所述太阳能电池电压获取模块、所述供电电源输出控制模块连接，配置有判定时长，且配置为实时获取所述太阳能电池电压，并根据所述判定时长内获取的多个所述太阳能电池电压的大小及波动情况控制下一所述判定时长内的所述供电电源是否输出及是否启动充电。

在一具体的实施例中，控制模块配置有充电启动电压阈值，并配置为循环所述判定时长的计时，实时接收所述太阳能电池电压；

所述判定时长内比较所述太阳能电池电压与所述充电启动电压阈值；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均在所述充电启动电压阈值的范围内，所述控制模块在下一个所述判定时长内均控制启动充电；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均不在所述充电启动电压阈值的范围内，所述控制模块在下一个所述判定时长内均控制停止充电及输出第三控制信号；所述第三控制信号控制停止输出所述供电电源；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压有的在所述充电启动电压阈值的范围内，有的不在所述充电启动电压阈值的范围内，所述控制模块在下一个所述判定时长内控制保持上一所述判定时长的充电状态。

在一具体的实施例中，所述第二控制信号输出模块与所述控制模块连接；当所述供电电源输出控制模块输出所述供电电源时，所述第二控制信号输出模块输出所述第二控制信号给所述控制模块；所述控制模块根据所述第二控制信号输出第四控制信号，用于锁定控制所述供电电源输出控制模块输出所述供电电源。

在一具体的实施例中，所述供电电源输出控制模块包括第二可控开关、第三可控开关、第五电阻、第六电阻；所述第二控制信号输出模块包括第七电阻、第八电阻；

所述第二可控开关为PNP型三极管；所述第三可控开关为NPN型三极管；所述第二可控开关的发射极与所述充电电池、所述第五电阻的一端连接；所述第二可控开关的基极与所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与所述第三可控开关的集电极连接；所述第三可控开关的基极与所述第一控制信号输出模块、所述控制模块连接；所述第三可控开关的发射极接地；所述控制模块配置为可向所述第三可控开关的基极输出所述第三控制信号；

所述第七电阻与所述第八电阻串联，串联后的电路的一端与所述第二可控开关的集电极连接，另一端接地；所述第七电阻和所述第八电阻的公共端与所述第三可控开关的基极连接。

在一具体的实施例中，所述供电电源输出控制模块包括第二可控开关、第三可控开关、第五电阻、第六电阻；所述第二控制信号输出模块包括第七电阻、第八电阻；

所述第二可控开关为PNP型三极管；所述第三可控开关为NPN型三极管；所述第二可控开关的发射极与所述充电电池、所述第五电阻的一端连接；所述第二可控开关的基极与所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与所述第三可控开关的集电极连接；所述第三可控开关的基极与所述第一控制信号输出模块、所述控制模块连接；所述第三可控开关的发射极接地；所述控制模块配置为可向所述第三可控开关的基极输出所述第三控制信号；

所述第七电阻与所述第八电阻串联，串联后的电路的一端与所述第二可控开关的集电极连接，另一端接地；所述第七电阻和所述第八电阻的公共端与所述控制模块连接；所述控制模块配置为接收所述第二控制信号时输出所述第四控制信号至所述第三可控开关的基极。

在一些具体的实施例中，所述第一控制信号输出模块包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一可控开关；

所述第二二极管为稳压管；所述第一可控开关为PNP型三极管；所述第一二极管的正极与所述太阳能电池电压获取模块连接，负极与所述第二二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与所述第一电阻的一端、所述第一可控开关的发射极连接；所述第一电阻的另一端与所述第一可控开关的基极、所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与所述充电电池电压获取模块连接；所述第三电阻与所述第四电阻串联，串联后的电路的一端与所述第一可控开关的集电极连接，另一端接地；所述第三电阻和所述第四电阻的公共端与所述第三可控开关的基极连接，用于向所述供电电源输出控制模块输出所述第一控制信号。

一种太阳能充电设备，包括上述的光伏充电控制装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的一种光伏发电控制方法、装置及光伏发电设备通过输出的供电电源提供的第二控制信号控制供电电源输出控制模块输出供电电源，供电电源自身对供电电源的输出的锁定，实现供电电源的自锁；防止通过太阳能电池电压与充电电池电压比较控制供电电源输出时由于天气变化迅速产生的供电电源输出状态频繁改变的问题；且当供电电源自锁输出后，在判定时长内阶段性的对太阳能电池电压的变化情况进行判断，并根据判定时长内的太阳能电池电压的变化情况对供电电源的输出及充电状态进行控制，首先针对太阳能电池电压的阶段变化延时控制充电状态及供电电源的输出状态，降低控制频率，真正做到天气迅速变化时充电状态不会频繁变化，提高开关元件及蓄电池的寿命，进而提高太阳能充电的可靠性及太阳能充电设备的寿命；减少频繁开关噪音，提升用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的一种光伏发电控制方法的一种实施例的流程示意图；

图2是本发明所提出的一种光伏发电控制装置的一种实施例的功能模块连接示意图；

图3是本发明所提出的一种光伏发电控制装置的另一种实施例的功能模块连接示意图；

图4是本发明所提出的一种光伏发电控制装置的一种实施例的电路连接示意图；

图5是本发明所提出的一种光伏发电控制装置的另一种实施例的电路连接示意图。

图中，

1、太阳能电池；2、充电电池；3、太阳能电池电压获取模块；4、充电电池电压获取模块；5、第一控制信号输出模块；6、供电电源输出控制模块；7、控制模块；8、第二控制信号输出模块；

D1、第一二极管；D2、第二二极管；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；Q1、第一可控开关；Q2、第二可控开关；Q3、第三可控开关；BAT+、充电电池电压；PV+、太阳能电池电压；DC-DC Power、直流降压模块；Self-Lock、第二控制信号；Drive on、第四控制信号。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中至始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在一具体的实施例中，参照图1、图2，本发明的一种光伏充电控制方法包括以下步骤。

实时获取太阳能电池电压PV+及充电电池电压BAT+；

比较太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+，并当太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+的大小满足第一条件时输出第一控制信号，用于控制输出供电电源；其中，第一条件至少为太阳能电池电压PV+大于充电电池电压BAT+；满足太阳能电池电压PV+的高电压为充电电池2的低电压充电的基本条件；

由输出的供电电源获取高电平的第二控制信号Self-Lock，用于控制供电电源的自锁定输出；即，供电电源用于实现低压电路的供电；由输出的供电电源获取高电平的第二控制信号Self-Lock，覆盖第一控制信号控制供电电源的输出，实现供电电源的自锁定输出；

设定判定时长；根据当前判定时长内太阳能电池电压PV+的大小及波动情况控制下一判定时长内的供电电源输出状态及充电状态；即，根据当前判定时长内的多个太阳能电池电压PV+的大小及波动控制下一判定时长内的供电电源是否输出及是否启动充电。

本实施例的光伏充电控制方法通过设定第一条件至少为太阳能电池电压PV+大于充电电池电压BAT+保证充电启动时充电电池2由太阳能电池1充电。通过由供电电源提供第二控制信号Self-Lock实现供电电源输出的自锁定，实现一旦输出供电电源，其不再受天气变化的影响。然后根据太阳能电池电压PV+在判定时长时间内的大小及波动情况控制供电电源是否停止及充电是否停止；以判定时长为长度的阶段性的判断可更客观的判定当前的光照强度及天气状况是否稳定，且根据天气状况控制下一判定时长内的充电状态及供电电源输出状态，降低充电控制及供电电源输出的控制频率；降低开关元件的开关噪音。解决由于天气频繁变化引起的使用体验差、影响设备寿命的问题，提高开关元件、蓄电池的寿命，进而延长光伏充电设备的寿命，提高光伏发电的可靠性，提升用户的使用体验。

在一具体的实施例中，参照图1、图3，本发明的一种光伏充电控制方法包括以下步骤。

实时获取太阳能电池电压PV+及充电电池电压BAT+；

比较太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+，并当太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+的大小满足第一条件时输出第一控制信号，用于控制输出供电电源；其中，第一条件至少为太阳能电池电压PV+大于充电电池电压BAT+；满足太阳能电池电压PV+的高电压为充电电池2的低电压充电的基本条件；

由输出的供电电源获取高电平的第二控制信号Self-Lock，用于控制供电电源的锁定输出；即，供电电源用于实现低压电路的供电；由供电电源获取第二控制信号Self-Lock，第二控制信号Self-Lock触发持续输出第四控制信号Drive on，其覆盖第一控制信号控制供电电源的输出，实现供电电源的锁定输出；

设定判定时长；根据当前判定时长内太阳能电池电压PV+的大小及波动情况控制下一判定时长内的供电电源输出状态及充电状态；即，根据前判定时长内的多个太阳能电池电压PV+的大小及波动控制下一判定时长内的供电电源是否输出及是否启动充电。

本实施例的光伏充电控制方法通过设定第一条件至少为太阳能电池电压PV+大于充电电池电压BAT+保证低压供电并充电启动时充电电池2能够由太阳能电池1充电。通过由供电电源提供第二控制信号Self-Lock触发持续输出的第四控制信号Drive on实现供电电源的锁定输出，实现供电电源一旦由太阳能电池电压PV+控制输出，就不再受天气变化的控制。然后根据太阳能电池电压PV+在判定时长时间内的大小及波动情况输出控制信号控制供电电源是否停止及充电是否停止；以判定时长阶段性的判断可更客观的判定当前的光照强度及天气状况是否稳定，且根据光照强度及天气稳定状况控制下一判定时长内的充电状态及供电电源输出状态，降低充电控制及供电电源输出控制的频率；降低开关元件的开关噪音。解决由于天气频繁变化引起的使用体验差、影响设备寿命的问题，提高开关元件、蓄电池的寿命，进而延长光伏充电设备的寿命，提高光伏发电的可靠性，提升用户的使用体验。

在一具体的实施例中，本发明的光伏发电设备包括太阳能电池1、充电电池2、充电电路、光伏发电控制装置；充电电池2与充电电路连接；充电电路与光伏发电控制装置连接，由光伏发电控制装置控制是否启动，且当充电电路启动时可实现充电电池2由太阳能电池1充电。

在一具体的实施例中，参照图1、图2，光伏发电控制装置包括太阳能电池电压获取模块3、充电电池电压BAT+获取模块4、第一控制信号输出模块5、供电电源输出控制模块6、第二控制信号输出模块8、控制模块7。

太阳能电池电压获取模块3与太阳能电池1连接，用于获取太阳能电池电压PV+；充电电池电压BAT+获取模块4与充电电池2连接，用于获取充电电池电压BAT+；第一控制信号输出模块5分别与太阳能电池电压获取模块3、充电电池电压获取模块4连接，比较太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+，且当至少满足太阳能电池电压PV+大于充电电池电压BAT+的第一条件时输出第一控制信号。

第一控制信号输出模块5与供电电源输出控制模块6连接，用于控制供电电源输出控制模块6输出供电电源；供电电源输出控制模块6分别与充电电池2、控制模块7连接；当第一控制信号输出模块5输出第一控制信号时，供电电源输出控制模块6输出供电电源，为控制模块7提供低压电源。

第二控制信号输出模块8分别与供电电源输出控制模块6、供电电源输出控制模块6与第一信号输出模块的公共端连接，由输出的供电电源获取高电平的第二控制信号，并输出至第一信号输出模块与供电电源输出控制模块6的公共端；即，当供电电源输出控制模块6输出供电电源时，第二控制信号输出模块8输出高电平的第二控制信号Self-Lock，用于覆盖第一控制信号控制供电电源输出控制模块6输出供电电源，实现供电电源输出控制模块6输出供电电源的自锁定，使供电电源的输出不再受太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+之间关系的影响保持输出。

控制模块7分别与第一控制信号输出模块5和供电电源输出控制模块6的公共端、太阳能电池电压获取模块3连接，配置有判定时长，并配置为循环判定时长的计时，实时获取太阳能电池电压PV+及根据太阳能电池电压PV+的大小及波动情况输出控制信号控制供电电源输出控制模块6是否输出供电电源及是否充电。

本实施例的光伏充电控制装置通过输出的供电电源提供的第二控制信号Self-Lock控制供电电源输出控制模块6的供电电源输出，对供电电源的输出进行锁定，实现供电电源的自锁定输出；防止通过太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+比较控制供电电源输出时由于天气变化迅速产生的供电电源输出状态频繁改变的问题；且当供电电源自锁输出后，在判定时长内阶段性的对太阳能电池电压PV+的大小及波动情况进行判断，并根据判断结果对供电电源的输出及充电状态进行控制，降低供电电源输出状态控制及充电状态控制的频率，进而降低开关元件的开关频率，真正做到天气迅速变化时充电状态不会频繁变化，提高太阳能充电的可靠性；提高开关元件及蓄电池的寿命，进而延长太阳能充电设备的寿命；降低开关元件开关噪音，提升用户的使用体验。

在一具体的实施例中，参照图1、图3，光伏发电控制装置包括太阳能电池电压获取模块3、充电电池电压获取模块4、第一控制信号输出模块5、供电电源输出控制模块6、第二控制信号输出模块8、控制模块7。

太阳能电池电压获取模块3与太阳能电池1连接，用于获取太阳能电池电压PV+；充电电池电压获取模块4与充电电池2连接，用于获取充电电池电压BAT+；第一控制信号输出模块5分别与太阳能电池电压获取模块3、充电电池电压获取模块4连接，比较太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+，且当至少满足太阳能电池电压PV+大于充电电池电压BAT+的第一条件时输出第一控制信号。

第一控制信号输出模块5与供电电源输出控制模块6连接，用于控制供电电源输出控制模块6输出供电电源；供电电源输出控制模块6分别与充电电池2、控制模块7连接；当第一控制信号输出模块5输出第一控制信号时，供电电源输出控制模块6输出供电电源，为控制模块7提供低压电源。

第二控制信号输出模块8分别与供电电源输出控制模块6、控制模块7连接，由输出的供电电源获取高电平的第二控制信号Self-Lock，并输出至控制模块7；控制模块7与第一控制信号输出模块5和供电电源输出控制模块6的公共端连接，向供电电源输出控制模块6持续输出由第二控制信号Self-Lock触发的第四控制信号Drive on，用于锁定控制供电电源输出；即，当供电电源输出控制模块6输出供电电源时，第二控制信号输出模块8输出第二控制信号Self-Lock，其触发控制模块7持续输出第四控制信号Drive on，用于覆盖第一控制信号控制供电电源输出控制模块6输出供电电源，实现供电电源输出控制模块6输出供电电源的锁定，使供电电源的输出不再受太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+之间关系的影响保持输出。

控制模块7与第一控制信号输出模块5和供电电源输出控制模块6的公共端、太阳能电池电压获取模块3连接，配置有判定时长，并配置为循环判定时长的计时，实时获取太阳能电池电压PV+及根据太阳能电池电压PV+的大小及波动情况输出控制信号控制供电电源输出控制模块6是否输出供电电源及是否充电。

控制模块7与供电电源输出控制模块6连接，并根据判定时长内获取的各太阳能电池电压PV+与充电启动电压阈值的比较结果输出第三控制信号或者不输出第三控制信号；输出第三控制信号时，控制停止输出供电电源；当不输出第三控制信号时，控制模块7对应的端口为高阻态。

控制模块7输出第三控制信号、第四控制信号Drive on的端口可共用或使用分别的端口；当对应的端口不输出第三控制信号、第四控制信号Drive on时，其为高阻态。

本实施例的光伏充电控制装置通过输出的供电电源提供的第二控制信号Self-Lock触发控制模块7持续输出第四控制信号Drive on锁定控制供电电源输出控制模块6输出供电电源；防止通过太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+比较控制供电电源输出时由于天气变化迅速产生的供电电源输出状态频繁改变的问题；且当供电电源锁定输出后，在判定时长内阶段性的对太阳能电池电压PV+的大小及波动情况进行判断，并根据判断结果对供电电源的输出及充电状态进行控制，降低供电电源输出状态控制及充电状态控制的频率，进而降低开关元件的开关频率，真正做到天气迅速变化时充电状态不会频繁变化，提高太阳能充电的可靠性；提高开关元件及蓄电池的寿命，进而延长太阳能充电设备的寿命；降低开关元件开关噪音，提升用户的使用体验。

在一具体的实施例中，参照图1、图2、图3，光伏发电控制方法的根据太阳能电池电压PV+的大小及波动情况控制供电电源的输出状态及充电状态具体包括以下内容。

设定充电启动电压阈值；在同一判定时长内，多次实时获取太阳能电池电压PV+，并判断太阳能电池电压PV+是否在充电启动电压阈值的范围内。

如果在同一判定时长内，获取的各太阳能电池电压PV+均在充电启动电压阈值的范围内，则在下一个判定时长内均控制为充电状态，即太阳能电池1为充电电池2充电。

如果在同一判定时长内，获取的各太阳能电池电压PV+均不在充电启动电压阈值的范围内，则在下一个判定时长内控制为停止充电状态，且输出第三控制信号，控制供电电源停止输出；即，在同一判定时长内，如果获取的各太阳能电池电压PV+均不在充电启动电压阈值的范围内，则在下一个判定时长开始之前或开始时控制充电电路停止启动，充电电池2停止充电，且控制输出与第二控制信号Self-Lock作用相反的第三控制信号使供电电源停止输出，进而使第二控制信号Self-Lock停止输出，解除供电电源的输出自锁定。也即，在同一判定时长内各太阳能电池电压PV+均不在充电启动电压阈值的范围内时，在下一个判定时长内开始时或开始之前控制停止充电及停止供电电源输出。

如果在同一判定时长内，获取的各太阳能电池电压PV+有的在充电启动电压阈值的范围内，有的不在充电启动电压阈值的范围内，则在下一个判定时长内保持本判定时长的充电状态；即，当获取的各太阳能电池电压PV+有的在充电启动电压阈值的范围内，有的不在充电启动电压阈值的范围内时，控制不输出第三控制信号，保持供电电源的输出；另外，在下一个判定时长内保持本判定时长内的充电状态；即，如果本判定时长内为充电状态，且各太阳能电池电压PV+包括满足充电启动电压阈值要求及不满足充电启动电压阈值要求，则下个判定时长内也为充电状态；如果本判定时长内为非充电状态，且各天阳能电池电压包括满足充电启动电压阈值要求及不满足充电启动电压阈值要求，则下个判定时长内也为非充电状态。

本实施例的光伏充电控制方法通过自锁的方法保持供电电源的输出，使供电电源一旦输出不再受太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+比较结果的影响而保持输出；当供电电源保持输出时，通过检测太阳能电池电压PV+的大小及波动情况控制充电状态及是否解除供电电源的持续输出，将充电状态的改变的判断周期延长至判定时长，降低充电状态改变及供电电源输出状态改变的频率，提高可靠性及寿命；下个判定时长内的充电状态及供电电源输出状态的判定条件为本判定时长内获取的多个太阳能电池电压PV+的稳定情况，稳定时根据稳定条件判定控制充电状态及供电电源输出状态；不稳定时，则控制不改变充电状态及供电电源输出状态，进一步降低太阳能电池电压PV+不稳定时改变充电状态及供电电源输出状态的频率，进一步提高可靠性及寿命。

在一具体的实施例中，光伏充电控制方法还包括设定启动供电电压阈值；第一条件为太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+的差在启动供电电压阈值的范围内。

本实施例的光伏充电控制方法通过设定供电电压阈值保证太阳能电池1为充电电池2充电的效率，提高充电效率及保护充电电池2，延长充电电池2寿命。

在一具体的实施例中，参照图1、图2，光伏充电控制装置的控制模块7配置有充电启动电压阈值，并配置为循环判定时长的计时，实时接收太阳能电池电压获取模块3输出的太阳能电池电压PV+。

控制模块7还配置为在判定时长内比较获取的多个太阳能电池电压PV+与充电启动电压阈值；

如果在判定时长内获取的各太阳能电池电压PV+均在充电启动电压阈值的范围内，则在下一个判定时长内控制启动充电电路，使太阳能电池1为充电电池2充电；且在下一个判定时长内继续获取多个太阳能电池电压PV+，及比较获取的各太阳能电池电压PV+与充电启动电压阈值，用于控制后面的判定时长内的充电状态及供电电电源输出状态；如果本判定时长内充电电路处于启动状态，则控制充电电路保持启动状态；即，保持太阳能电池1为充电电池2充电；

如果在判定时长内获取的各太阳能电池电压PV+均不在充电启动电压阈值的范围内，则控制模块7在下一个判定时长开始时或本判定时长结束时控制停止启动充电电路，使太阳能电池1停止为充电电池2充电；控制模块7输出第三控制信号至供电电源输出控制模块6，控制供电电源输出模块停止输出供电电源；如果在本判定时长内充电电路为停止状态，则控制保持充电电路的停止状态，且输出第三控制信号至供电电源输出控制模块6；

如果在判定时长内各太阳能电池电压PV+有的在充电启动电压阈值的范围内，有的不在充电启动电压阈值的范围内，则控制模块7在下一个判定时长内保持本判定时长内的充电电路的状态及不输出第三控制信号，使供电电源输出控制模块6保持供电电源的输出，且继续获取多个太阳能电池电压PV+及将其与充电启动电压阈值进行比较，用于后续充电电路状态及供电电源输出状态的控制。

控制模块7与供电电源输出控制模块6连接，根据判定时长内获取的各太阳能电池电压PV+与充电启动电压阈值的比较结果输出第三控制信号或者不输出第三控制信号；当不输出第三控制信号时，控制模块7对应的端口为高阻态。

本实施例的光伏充电控制装置通过自锁的方法保持供电电源的输出，使供电电源一旦输出不再受太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+比较结果的影响而保持输出；当供电电源保持输出时，通过检测太阳能电池电压PV+的大小及波动情况控制充电电路启动状态及是否解除供电电源的自锁输出，将充电状态的改变的判断周期延长至判定时长，降低充电状态改变及供电电源输出状态改变的频率，提高光伏充电设备的可靠性及寿命；下个判定时长内的充电状态及供电电源输出状态的判定条件为本判定时长内获取的多个太阳能电池电压PV+的大小及波动情况，且波动较大时，下一判定时长内保持本判定时长的充电状态及供电电源输出状态，进一步降低太阳能电池电压PV+不稳定时改变充电状态及供电电源输出状态的频率，进一步提高光伏充电设备的可靠性及寿命。

在一具体的实施例中，参照图4、图5，光伏充电控制装置的太阳能电池电压获取模块3、充电电池2获取模块可为直接与太阳能电池电压输出端子、充电电池电压输出端子连接的导电通路。

在一具体的实施例中，参照图2、图3、图4、图5，光伏充电控制装置的第一控制信号输出模块5包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一可控开关Q1。

第一二极管D1为普通二极管；第二二极管D2为稳压管；第一可控开关Q1为PNP型三极管；第一二极管D1的正极与太阳能电池1连接，负极与第二二极管D2的负极连接；第二二极管D2的正极与第一电阻R1的一端、第一可控开关Q1的发射极连接；第一电阻R1的另一端与第一可控开关Q1的基极、第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端与充电电池2连接；第三电阻R3与第四电阻R4串联，串联后的电路的一端与第一可控开关Q1的集电极连接，另一端接地；第三电阻R3与第四电阻R4的公共端用于输出第一控制信号。

本实施例的光伏充电控制装置通过第一控制信号输出模块5的第一二极管D1、第二二极管D2及第一可控开关Q1设定第一条件为太阳能电池电压PV+与充电电池电压BAT+的差不小于第一二极管D1的导通压降和第二二极管D2击穿电压和第一可控开关Q1的导通压降的和。满足第一条件时，第一可控开关Q1连通，第三电阻R3与第四电阻R4的公共端输出第一控制信号，其为高电平。

当然第一可控开关Q1也可为NPN型三极管或其他MOS可控开关管，相应的修改控制其导通及断开的电路即可。

在一具体的实施例中，参照图2、图4，光伏充电控制装置的供电电源输出控制模块6包括第二可控开关Q2、第三可控开关Q3、第五电阻R5、第六电阻R6；第二可控开关Q2为PNP型三极管；第三可控开关Q3为NPN型三极管；第二可控开关Q2的发射极与充电电池2、第五电阻R5的一端连接；第二可控开关Q2的基极与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端连接；第六电阻R6的另一端与第三可控开关Q3的集电极连接；第三可控开关Q3的基极与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端、控制模块7连接；第三可控开关Q3的发射极接地。

光伏充电控制装置的第二控制信号输出模块8包括第七电阻R7、第八电阻R8；第七电阻R7与第八电阻R8串联后，串联后的电路的一端与第二可控开关Q2的集电极连接，另一端接地；第七电阻R7和第八电阻R8的公共端与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端连接，用于输出第二控制信号Self-Lock；此处，第二控制信号Self-Lock为高电平，通第一控制信号一致，用于自锁控制供电电源的输出。

第三可控开关Q3连通时第二可控开关Q2连通；第二可控开关Q2连通时将充电电池电压BAT+输出为供电电源；第二可控开关Q2的集电极与直流降压模块DC-DC Power连接，供电电源通过直流降压模块DC-DC Power降压后为控制模块7提供低压电源。

本实施例的光伏充电控制装置当太阳能电池电压PV+和充电电池电压BAT+满足第一条件时第一可控开关Q1连通，输出第一控制信号；第一控制信号控制第三可控开关Q3连通，则第二可控开关Q2连通，输出供电电源；通过第二控制信号输出模块8由供电电源获取第二控制信号Self-Lock输出至第三电阻R3和第四电阻R4的公共端锁定供电电源的输出。此时，控制模块7向第三电阻R3和第四电阻R4的公共端的输出状态为高阻态。

控制模块7在低压电源供电期间实时获取太阳能电池电压PV+；当在判定时长内的各太阳能电池电压PV+均在充电启动电压阈值的范围内时，控制模块7在下一个判定时长内控制充电电路启动，且控制模块7向第三电阻R3和第四电阻R4的公共端的输出为高阻态；当在判定时长内的各太阳能电池电压PV+均不在充电启动电压阈值的范围内时，控制模块7在下一个判定时长开始前或开始时控制充电电路断开，即停止太阳能电池1向充电电池2充电；控制模块7向第三电阻R3和第四电阻R4的公共端输出第三控制信号，此处的第三控制信号为低电平，将第一控制信号和第二控制信号Self-Lock拉低，使第三可控开关Q3断开，进而使第二可控开关Q2断开，停止输出供电电源；当在判定时长内的各太阳能电池电压PV+有的在充电启动电压阈值的范围内，有的不在充电启动电压阈值的范围内，则控制模块7在下一判定时长内保持上一判定时长对充电电路状态的控制及不输出第三控制信号。

当然，第二可控开关Q2可为NPN型三极管或MOS开关管；第三可控开关Q3可为PNP型三极管或MOS开关管，相应的开关控制电路做相应的调整；只要满足第一控制信号与第二控制信号Self-Lock相同控制电平、与第三控制信号为不同控制电平即可。

在一具体的实施例中，参照图3、图5，供电电源输出控制模块6包括第二可控开关Q2、第三可控开关Q3、第五电阻R5、第六电阻R6。

第二可控开关Q2为PNP型三极管；第三可控开关Q3为NPN型三极管；第二可控开关Q2的发射极与充电电池2、第五电阻R5的一端连接；第二可控开关Q2的基极与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端连接；第六电阻R6的另一端与第三可控开关Q3的集电极连接；第三可控开关Q3的基极与第三电阻R3和第四电阻R4的公共端、控制模块7连接；第三可控开关Q3的发射极接地。

第二控制信号输出模块8包括第七电阻R7、第八电阻R8；第七电阻R7与第八电阻R8串联，且串联后的电路的一端与第二可控开关Q2的集电极连接，另一端接地；第七电阻R7和第八电阻R8的公共端用于输出第二控制信号Self-Lock，且与控制模块7连接。

本实施例的光伏充电控制装置的供电电源输出控制模块6在由第一控制信号控制输出供电电源时，第二控制信号输出模块8由供电电源获取到第二控制信号Self-Lock并输出至控制模块7；控制模块7在接收到第二控制信号Self-Lock时保持输出第四控制信号Drive on至第三可控开关Q3的基极，使其保持连通，锁定供电电源的输出。

控制模块7在判定时长中实时获取多个太阳能电池电压PV+，并比较各太阳能电池电压PV+与充电启动电压阈值；当判定时长内的各太阳能电池电压PV+均在充电启动电压阈值的范围内，控制模块7在下一个判定时长内均控制充电电路启动，太阳能电池1为充电电池2充电；当判定时长内的各太阳能电池电压PV+均不在充电启动电压阈值的范围内时，控制模块7在下一个判定时长开始前或开始时输出第三控制信号至第三可控开关Q3的基极，拉低第一控制信号和/或第四控制信号Drive on，停止供电电源的输出。

第三控制信号与第四控制信号Drive on可为控制模块7同一端口输出，此时停止输出第四控制信号Drive on而输出低电平的第三控制信号，其拉低第一控制信号，关断第三可控开关Q3，进而关断第二可控开关Q2，停止输出供电电源。

第三控制信号与第四控制信号Drive on也可为控制模块7不同的端口输出，第三控制信号输出低电平时，第四控制信号Drive on的端口的输出改为高阻态；当输出第四控制信号Drive on的端口输出高电平时，输出第三控制信号的端口为高阻态。

当然，第二可控开关Q2可为NPN型三极管或MOS开关管；第三可控开关Q3可为PNP型三极管或MOS开关管，开关控制电路做相应的调整；只要满足第一控制信号与第二控制信号Self-Lock相同控制电平、与第三控制信号为不同控制电平即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种光伏充电控制方法，其特征在于，充电电池连接供电电源输出控制模块输出供电电源为控制模块供电；包括：

实时获取太阳能电池电压、充电电池电压；

比较所述太阳能电池电压与所述充电电池电压，并当所述太阳能电池电压和所述充电电池电压满足第一条件时输出第一控制信号，用于控制输出所述供电电源；所述第一条件至少为所述太阳能电池电压大于所述充电电池电压；

由输出的所述供电电源获取高电平的第二控制信号，用于锁定控制输出所述供电电源；

设定判定时长；根据当前所述判定时长内所述太阳能电池电压的大小及波动情况控制下一所述判定时长内的所述供电电源是否输出及是否启动充电；

根据当前所述判定时长内所述太阳能电池电压的大小及波动情况控制下一所述判定时长内的所述供电电源是否输出及是否启动充电包括：

设定充电启动电压阈值；循环所述判定时长的计时；

比较所述判定时长内获取的各所述太阳能电池电压与所述充电启动电压阈值；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均在所述充电启动电压阈值的范围内，则在下一个所述判定时长内均控制启动充电；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均不在所述充电启动电压阈值的范围内，在下一个所述判定时长内均控制停止充电及输出第三控制信号；所述第三控制信号控制停止输出所述供电电源；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压有的在所述充电启动电压阈值的范围内，有的不在所述充电启动电压阈值的范围内，则控制在下一个所述判定时长内持续上一所述判定时长的充电状态。

2.根据权利要求1所述的光伏充电控制方法，其特征在于，设定启动供电电压阈值；所述第一条件为所述太阳能电池电压与所述充电电池电压的差在所述启动供电电压阈值的范围内。

3.一种光伏充电控制装置，其特征在于，包括：

太阳能电池电压获取模块，其用于与太阳能电池连接获取太阳能电池电压；

充电电池电压获取模块，其用于与充电电池连接获取充电电池电压；

第一控制信号输出模块，其分别与所述太阳能电池电压获取模块、所述充电电池电压获取模块连接，实时接收所述太阳能电池电压、所述充电电池电压，并当所述太阳能电池电压和所述充电电池电压满足第一条件时输出第一控制信号；所述第一条件至少为所述太阳能电池电压大于所述充电电池电压；

供电电源输出控制模块，其与所述充电电池、所述第一控制信号输出模块连接，当接收到所述第一控制信号时输出供电电源；

第二控制信号输出模块，其与所述供电电源输出控制模块连接，当所述供电电源输出控制模块输出所述供电电源时其输出高电平的第二控制信号，控制所述供电电源输出控制模块锁定输出所述供电电源；

控制模块，其与所述太阳能电池电压获取模块、所述供电电源输出控制模块连接，由所述供电电源输出控制模块输出的所述供电电源提供低压电源，配置有判定时长，且配置为实时获取所述太阳能电池电压，并根据所述判定时长内获取的多个所述太阳能电池电压的大小及波动情况控制下一所述判定时长内的所述供电电源是否输出及是否启动充电；

控制模块配置有充电启动电压阈值，并配置为循环所述判定时长的计时，实时接收所述太阳能电池电压；

所述判定时长内比较所述太阳能电池电压与所述充电启动电压阈值；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均在所述充电启动电压阈值的范围内，所述控制模块在下一个所述判定时长内均控制启动充电；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压均不在所述充电启动电压阈值的范围内，所述控制模块在下一个所述判定时长内均控制停止充电及输出第三控制信号；所述第三控制信号控制停止输出所述供电电源；

如果所述判定时长内各所述太阳能电池电压有的在所述充电启动电压阈值的范围内，有的不在所述充电启动电压阈值的范围内，所述控制模块在下一个所述判定时长内控制保持上一所述判定时长的充电状态。

4.根据权利要求3所述的光伏充电控制装置，其特征在于，所述第二控制信号输出模块与所述控制模块连接；当所述供电电源输出控制模块输出所述供电电源时，所述第二控制信号输出模块输出所述第二控制信号给所述控制模块；所述控制模块根据所述第二控制信号输出第四控制信号，用于锁定控制所述供电电源输出控制模块输出所述供电电源。

5.根据权利要求3所述的光伏充电控制装置，其特征在于，所述供电电源输出控制模块包括第二可控开关、第三可控开关、第五电阻、第六电阻；所述第二控制信号输出模块包括第七电阻、第八电阻；

所述第二可控开关为PNP型三极管；所述第三可控开关为NPN型三极管；所述第二可控开关的发射极与所述充电电池、所述第五电阻的一端连接；所述第二可控开关的基极与所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与所述第三可控开关的集电极连接；所述第三可控开关的基极与所述第一控制信号输出模块、所述控制模块连接；所述第三可控开关的发射极接地；所述控制模块配置为可向所述第三可控开关的基极输出所述第三控制信号；

所述第七电阻与所述第八电阻串联，串联后的电路的一端与所述第二可控开关的集电极连接，另一端接地；所述第七电阻和所述第八电阻的公共端与所述第三可控开关的基极连接。

6.根据权利要求4所述的光伏充电控制装置，其特征在于，所述供电电源输出控制模块包括第二可控开关、第三可控开关、第五电阻、第六电阻；所述第二控制信号输出模块包括第七电阻、第八电阻；

所述第二可控开关为PNP型三极管；所述第三可控开关为NPN型三极管；所述第二可控开关的发射极与所述充电电池、所述第五电阻的一端连接；所述第二可控开关的基极与所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与所述第三可控开关的集电极连接；所述第三可控开关的基极与所述第一控制信号输出模块、所述控制模块连接；所述第三可控开关的发射极接地；所述控制模块配置为可向所述第三可控开关的基极输出所述第三控制信号；

所述第七电阻与所述第八电阻串联，串联后的电路的一端与所述第二可控开关的集电极连接，另一端接地；所述第七电阻和所述第八电阻的公共端与所述控制模块连接；所述控制模块配置为接收所述第二控制信号时输出所述第四控制信号至所述第三可控开关的基极。

7.根据权利要求5或6所述的光伏充电控制装置，其特征在于，所述第一控制信号输出模块包括第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一可控开关；

所述第二二极管为稳压管；所述第一可控开关为PNP型三极管；所述第一二极管的正极与所述太阳能电池电压获取模块连接，负极与所述第二二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与所述第一电阻的一端、所述第一可控开关的发射极连接；所述第一电阻的另一端与所述第一可控开关的基极、所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端与所述充电电池电压获取模块连接；所述第三电阻与所述第四电阻串联，串联后的电路的一端与所述第一可控开关的集电极连接，另一端接地；所述第三电阻和所述第四电阻的公共端与所述第三可控开关的基极连接，用于向所述供电电源输出控制模块输出所述第一控制信号。

8.一种太阳能充电设备，其特征在于，包括权利要求3至7任一项所述的光伏充电控制装置。