CN201336579Y - 一种具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器 - Google Patents
一种具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型是一种具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器。包括有检测光伏电池的电压高低的光伏电池电压检测单元、检测蓄电池的端电压和电流的蓄电池端电压和电流检测单元、给蓄电池充电的电容C、功率开关管K0、控制功率开关管K0的滞环电路、与滞环电路连接的三极管T1及单片机控制系统，其中光伏电池电压检测单元及蓄电池端电压和电流检测单元的输出端与单片机控制系统的输入端连接，单片机控制系统的输出端与滞环电路的输入端连接，电容C并联在光伏电池的两端，且电容C的一端通过功率开关管K0与蓄电池的一端连接，电容C的另一端与蓄电池的另一端连接，功率开关管K0的基极通过电阻与三极管T1的集电极连接，三极管T1的基极与滞环电路的输出端连接，三极管T1的发射极接地。本实用新型在太阳光强较强情况下可实现对蓄电池充电的同时，还可实现在太阳光较弱情况下，充分利用光伏电池实现对铅酸蓄电池的有效充电，提高光伏电池的有效充电工作时间，进一步提高光伏电池的发电量，降低系统成本的回收周期。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电控制技术领域，特别涉及一种在弱光条件下，光伏电池对蓄电池进行充电的控制器，属于具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器的改造技术。
背景技术
现有的光伏充电方法繁多，主要有恒压充电、恒流充电、限流定压充电、快速充电等。这些充电法在太阳光照强度较弱(弱光)的情况下，都不能很好解决光伏组件对蓄电池有效充电的问题。弱光下(一般在早上九点之前，下午16点之后或者阴雨天)光伏组件的输出功率小，相应的输出电流也很小。蓄电池充电时，有效充电电流一般要求较高，因此弱光下，光伏组件基本上不能对蓄电池进行有效充电。
实用新型内容
本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种在弱光条件下，光伏电池对蓄电池进行充电的具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器。本实用新型实现在弱光状态下对蓄电池的有效充电，延长光伏电池对蓄电池的有效充电时间，提高光伏电池的发电量，保证提供蓄电池的有效充电电流，延长光伏电池的有效运行时间。
本实用新型的技术方案是：包括有检测光伏电池的电压高低的光伏电池电压检测单元、检测蓄电池的端电压和电流的蓄电池端电压和电流检测单元、给蓄电池充电的电容C、功率开关管K0、控制功率开关管K0的滞环电路、与滞环电路连接的三极管T1及单片机控制系统，其中光伏电池电压检测单元及蓄电池端电压和电流检测单元的输出端与单片机控制系统的输入端连接，单片机控制系统的输出端与滞环电路的输入端连接，电容C并联在光伏电池的两端，且电容C的一端通过功率开关管K0与蓄电池的一端连接，电容C的另一端与蓄电池的另一端连接，功率开关管K0的基极通过电阻与三极管T1的集电极连接，三极管T1的基极与滞环电路的输出端连接，三极管T1的发射极接地。
上述滞环电路由运算放大器构成。
上述功率开关管K0为PNP开关功率管或NPN开关功率管或场效应管。
本实用新型由于采用在光伏电池输出端并联用于弱光条件下蓄能的缓存电容的结构，在太阳光较弱的情况下，把光伏电池的电能先储存起来，当缓冲电容储存的能量，即缓冲电容的端电压达到一定值时，通过功率开关器件与蓄电池充电控制部分连接起来，实现对蓄电池进行有效的充电；且在弱光工作模式下，缓冲电容储存的能量，即缓冲电容的端电压可设定；与现有技术相比，本实用新型具有以下的特点：
1)本实用新型由单片机控制系统根据光伏阵列输出开路电压和光伏阵列进行充电时电压、电流的采样值来输出控制功率开关器件，实现对光伏电池输出最大功率的跟踪，实现太阳光较强工作状态下对蓄电池充电的有效控制；
2)本实用新型在弱光状态下，实现单片机控制系统休眠，可减少系统的能量损耗，通过弱光控制电路，在能量有限的情况下实现对蓄电池的有效充电控制。
本实用新型在太阳光强较强情况下可实现对蓄电池充电的同时，还可实现在太阳光较弱情况下，充分利用光伏电池实现对铅酸蓄电池的有效充电，提高光伏电池的有效充电工作时间，进一步提高光伏电池的发电量，降低系统成本的回收周期。本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
实施例：
本实用新型的原理图如图1所示，包括有检测光伏电池3的电压高低的光伏电池电压检测单元1、检测蓄电池4的端电压和电流的蓄电池端电压和电流检测单元2、给蓄电池4充电的电容C、功率开关管K0、控制功率开关管K0的滞环电路5、与滞环电路5连接的三极管T1及单片机控制系统6，其中光伏电池电压检测单元1及蓄电池端电压和电流检测单元2的输出端与单片机控制系统6的输入端连接，单片机控制系统6的输出端与滞环电路5的输入端连接，电容C并联在光伏电池3的两端，且电容C的一端通过功率开关管K0与蓄电池4的一端连接，电容C的另一端与蓄电池4的另一端连接，功率开关管K0的基极通过电阻与三极管T1的集电极连接，三极管T1的基极与滞环电路5的输出端连接，三极管T1的发射极接地。此外，功率开关管K0与蓄电池4之间还连接有电感L，蓄电池4两端还连接有二极管D0。
本实施例中，上述滞环电路5由若干运算放大器串接而成。本实施例中，滞环电路5由2个运算放大器串接而成。
上述功率开关管K0为PNP开关功率管或NPN开关功率管或场效应管。本实施例中，功率开关管K0为PNP开关功率管。
本实用新型的工作原理如下：检测光伏电池3的电压高低的光伏电池电压检测单元1及检测蓄电池4的端电压和电流的蓄电池端电压和电流检测单元2的输出端接入单片机控制系统6，单片机控制系统6判别光伏电池3是否工作于弱光工作状态。当光伏电池3处于弱光工作状态，单片机控制系统6处于休眠状态，其输出控制端uc呈高阻状态，此时功率开关管K0由运算放大器构成的滞环电路5控制。当电容C的端电压较低时，滞环电路5输出至T1基极的电压为低电平，功率开关管K0关断，由光伏电池3给电容C充电；当电容C及光伏电池3的端电压超过设定值时，滞环电路5输出至T1基极的电压为高电平，使功率开关管K0导通，把电容C储存的能量发送至蓄电池4。在开关管K0导通期间，保证提供蓄电池4的有效充电电流，从而实现在弱光状态下对蓄电池4的有效充电，延长光伏电池3对蓄电池4的有效充电时间，提高光伏电池的发电量。
Claims (3)
1、一种具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器，其特征在于包括有检测光伏电池(3)的电压高低的光伏电池电压检测单元(1)、检测蓄电池(4)的端电压和电流的蓄电池端电压和电流检测单元(2)、给蓄电池(4)充电的电容C、功率开关管K0、控制功率开关管K0的滞环电路(5)、与滞环电路(5)连接的三极管T1及单片机控制系统(6)，其中光伏电池电压检测单元(1)及蓄电池端电压和电流检测单元(2)的输出端与单片机控制系统(6)的输入端连接，单片机控制系统(6)的输出端与滞环电路(5)的输入端连接，电容C并联在光伏电池(3)的两端，且电容C的一端通过功率开关管K0与蓄电池(4)的一端连接，电容C的另一端与蓄电池(4)的另一端连接，功率开关管K0的基极通过电阻与三极管T1的集电极连接，三极管T1的基极与滞环电路(5)的输出端连接，三极管T1的发射极接地。
2、根据权利要求1所述的具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器，其特征在于上述滞环电路(5)由若干运算放大器串接而成。
3、根据权利要求1所述的具有弱光充电功能的光伏蓄电池充电控制器，其特征在于上述功率开关管K0为PNP开关功率管或NPN开关功率管或场效应管。
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