CN203813473U - 一种光电池智能充放电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电池智能充放电装置，包括充电电路、过充保护电路以及限制过放电电路；其中，充电电路串联在太阳能电池板和蓄电池之间，用于实现太阳能电池板向蓄电池充电；过充保护电路分别与充电电路和蓄电池连接，限制过放电电路与蓄电池连接。本实用新型具有以下有益效果：能够将多余的太阳能电池能量泄放，保证没有过高的电压为蓄电池充电；能够防止蓄电池的过放电；当断开蓄电池的放电时，改由备用的12V直流电源进行放电；本实用新型结构简单、成本低廉，且保护效果佳。

Description

一种光电池智能充放电装置

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种光电池智能充放电装置。

背景技术

太阳能电池板通过光伏效应将光转换成直流电能输出，但该直流电能输出不能直接对蓄电池进行充电，需要经由一充电电路对蓄电池进行充电。由于过充电和过放电都会对蓄电池造成永久性损坏，因此，需要防止蓄电池发生过充电和过放电。现有技术都是针对充电电路的自身结构进行略微改进以实现防过充电和防过放电的功能，但效果不佳，有必要设计一种专门的防过充电保护电路和防过放电保护电路对蓄电池提供进一步的保护。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种光电池智能充放电装置，能够有效防止蓄电池的过充电和过放电。具体的技术方案如下：

一种光电池智能充放电装置包括：充电电路、过充保护电路以及限制过放电电路；其中，充电电路串联在太阳能电池板和蓄电池之间，用于实现太阳能电池板向蓄电池充电；过充保护电路分别与充电电路和蓄电池连接，限制过放电电路与蓄电池连接；

充电电路包括依次连接的脉冲信号单元、充电开关单元以及充电单元，脉冲信号单元和充电开关单元分别与太阳能电池板连接，充电单元与蓄电池连接；

过充保护电路包括依次连接的充电电压取样单元、充电电压比较单元以及过充电开关单元，充电电压取样单元、充电电压比较单元以及过充电开关单元分别与蓄电池连接；

限制过放电电路包括依次连接的放电电压比较单元、过放电开关单元以及继电器，放电电压比较单元和继电器分别与蓄电池连接，继电器的通断决定蓄电池是否放电。

作为优化方案，脉冲信号单元包括第一运算放大器，充电开关单元包括第一三极管，充电单元包括充电电感；第一运算放大器用于输出脉冲信号，控制第一三极管不间断导通；第一三极管用于控制充电电感不间断对蓄电池充电。

作为优化方案，充电电压取样单元包括一滑动变阻器，充电电压比较单元包括第二运算放大器，过充电开关单元包括第二三极管；滑动变阻器用于对充电电压进行采样；第二运算放大器用于比较充电电压，控制第二三极管的通断；第二三极管用于控制第一运算放大器的输出。

作为优化方案，放电电压比较单元包括第三运算放大器，过放电开关单元包括第三三极管；继电器的线圈串联在蓄电池的正极与第三三极管的集电极之间，继电器包括一对常闭触点，常闭触点串联在蓄电池的正极与另一块电池的正极之间；第三运算放大器用于比较放电电压，控制第三三极管的通断；第三三极管的通断决定继电器的常闭触点的通断。

作为优化方案，继电器还包括一对常开触点，常开触点串联在另一块电池的正极与12V的直流电源之间。

作为优化方案，充电单元还包括一肖特基二极管，肖特基二极管串联在充电电感与蓄电池之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）设计了专用的过充保护电路，能够将多余的太阳能电池能量泄放，保证没有过高的电压为蓄电池充电；

（2）设计了专用的限制过放电电路，能够防止蓄电池的过放电；当断开蓄电池的放电时，改由备用的12V直流电源进行放电；

（3）本实用新型结构简单、成本低廉，且保护效果佳。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为充电电路的电路原理图；

图3为过充保护电路的电路原理图；

图4为限制过放电电路的电路原理图。

上图中序号为：1-充电电路、2-过充保护电路、3-限制过放电电路、4-太阳能电池板、5-蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图以实施例的方式详细描述本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种光电池智能充放电装置，包括充电电路1、过充保护电路2以及限制过放电电路3；其中，充电电路1串联在太阳能电池板4和蓄电池5之间，用于实现太阳能电池板4向蓄电池5充电；过充保护电路2分别与充电电路1和蓄电池5连接，限制过放电电路3与蓄电池5连接。

充电电路1包括依次连接的脉冲信号单元、充电开关单元以及充电单元，脉冲信号单元和充电开关单元分别与太阳能电池板4连接，充电单元与蓄电池5连接。如图2所示，在本实施例中，脉冲信号单元包括第一运算放大器（对应于图2中的IC1A），充电开关单元包括第一三极管（对应于图2中的T1），充电单元包括充电电感（对应于图2中的L1）。第一运算放大器IC1A的同相输入端接入太阳能电池板4（对应于图2中的P1），第一运算放大器IC1A的反相输入端接地；第一运算放大器IC1A输出脉冲信号到第一三极管T1的基极。第一三极管T1的发射极与太阳能电池板4 P1连接，第一三极管T1的集电极与充电电感L1的一端连接，充电电感L1的另一端与蓄电池5（对应于图2中的P2）的正极连接；脉冲信号控制第一三极管T1不间断导通，第一三极管T1的不间断导通控制充电电感L1不间断对蓄电池5 P2充电。在本实施中，充电电感L1与蓄电池5 P2的正极之间串联了一肖特基二极管D2，该肖特基二极管D2用于防止反充电；相对于使用普通二极管，肖特基二极管的压降比更低，防止反充电效果更好；此外，也可以将肖特基二极管D2替换为三极管，三极管的压降比更低，但是控制电路会比较复杂。以上采用肖特基二极管D2的技术特征仅为一个较佳的实施方式，可根据实际情况进行变化，本实用新型对此不做限制。

过充保护电路2包括依次连接的充电电压取样单元、充电电压比较单元以及过充电开关单元，充电电压取样单元、充电电压比较单元以及过充电开关单元分别与蓄电池5连接。如图3所示，在本实施例中，充电电压取样单元包括一滑动变阻器（对应于图3中的R5），充电电压比较单元包括第二运算放大器（对应于图3中的IC2A），过充电开关单元包括第二三极管（对应于图3中的T4）；滑动变阻器用于对充电电压进行采样，再将采样的电压送入第二运算放大器IC2A；第二运算放大器IC2A在这里作为比较器，用于比较充电电压，控制第二三极管T4的通断；第二三极管T4的通断会影响第一运算放大器IC1A的同相输入，进而控制第一运算放大器IC1A输出的脉冲信号，防止过充电的情况。

限制过放电电路3包括依次连接的放电电压比较单元、过放电开关单元以及继电器（对应于图中的JD），放电电压比较单元和继电器JD分别与蓄电池5连接，继电器JD的通断决定蓄电池5是否放电。如图4所示，放电电压比较单元包括第三运算放大器（对应于图4中的IC3A），过放电开关单元包括第三三极管（对应于图4中的T3）。继电器JD的线圈串联在蓄电池5的正极与第三三极管T3的集电极之间，继电器JD包括一组转换型的触点组，该触点组共包括三个触点，其中，一个触点为动触点，其他两个触点为静触点；动触点与一个静触点组成一对常闭触点，动触点与另一个静触点组成一对常开触点。在本实施例中，动触点与另一块电池的正极连接，一个静触点与蓄电池5的正极连接，另一个静触点与12V直流电源连接；也就是说，常闭触点串联在蓄电池5的正极与另一块电池的正极之间，常开触点串联在另一块电池的正极与12V的直流电源之间。第三运算放大器IC3A在这里起比较作用，控制第三三极管T3的通断；第三三极管T3的通断决定继电器JD的常闭触点的通断。在蓄电池5正常放电过程中，第三三极管T3未导通，继电器JD的线圈未通电，常闭触点将蓄电池5与另一块电池接通，蓄电池5向另一块电池放电；蓄电池5内部储存的电量放完时，第三运算放大器IC3A的正端电压高于负端电压，第三三极管T3导通，使得继电器JD的常闭触点断开，切换到常开触点，蓄电池5被断开，不再放电，而将12V直流电源接通到另一块电池，既能防止蓄电池的过放电，又能将12V的直流电源做为备用电源，保证供电不间断。在本实施例中，12V直流电源可以直接由市电转换而来，仅做为备用电源。本实施例提供的是一种最佳的实施方式，但不限于此，若不考虑采用12V直流电源做为备用电源，仅实现防过放电功能，继电器JD可以采用常闭型的两触点继电器，继电器线圈通电后，断开蓄电池的连接即可。

本实用新型对具体元器件的具体型号不做限制，可以根据实际需要进行选择，不限于附图中示出的元器件型号。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光电池智能充放电装置，其特征在于，包括：充电电路、过充保护电路以及限制过放电电路；其中，所述充电电路串联在太阳能电池板和蓄电池之间，用于实现太阳能电池板向蓄电池充电；所述过充保护电路分别与所述充电电路和所述蓄电池连接，所述限制过放电电路与所述蓄电池连接；

所述充电电路包括依次连接的脉冲信号单元、充电开关单元以及充电单元，所述脉冲信号单元和所述充电开关单元分别与所述太阳能电池板连接，所述充电单元与所述蓄电池连接；

所述过充保护电路包括依次连接的充电电压取样单元、充电电压比较单元以及过充电开关单元，所述充电电压取样单元、所述充电电压比较单元以及所述过充电开关单元分别与所述蓄电池连接；

所述限制过放电电路包括依次连接的放电电压比较单元、过放电开关单元以及继电器，所述放电电压比较单元和所述继电器分别与所述蓄电池连接，所述继电器的通断决定所述蓄电池是否放电。

2.根据权利要求1所述的一种光电池智能充放电装置，其特征在于，所述脉冲信号单元包括第一运算放大器，所述充电开关单元包括第一三极管，所述充电单元包括充电电感；所述第一运算放大器用于输出脉冲信号，控制所述第一三极管不间断导通；所述第一三极管用于控制所述充电电感不间断对所述蓄电池充电。

3.根据权利要求2所述的一种光电池智能充放电装置，其特征在于，所述充电电压取样单元包括一滑动变阻器，所述充电电压比较单元包括第二运算放大器，所述过充电开关单元包括第二三极管；所述滑动变阻器用于对充电电压进行采样；所述第二运算放大器用于比较充电电压，控制第二三极管的通断；所述第二三极管用于控制所述第一运算放大器的输出。

4.根据权利要求3所述的一种光电池智能充放电装置，其特征在于，所述放电电压比较单元包括第三运算放大器，所述过放电开关单元包括第三三极管；所述继电器的线圈串联在所述蓄电池的正极与所述第三三极管的集电极之间，所述继电器包括一对常闭触点，所述常闭触点串联在所述蓄电池的正极与另一块电池的正极之间；所述第三运算放大器用于比较放电电压，控制第三三极管的通断；所述第三三极管的通断决定所述继电器的常闭触点的通断。

5.根据权利要求4所述的一种光电池智能充放电装置，其特征在于，所述继电器还包括一对常开触点，所述常开触点串联在另一块电池的正极与12V的直流电源之间。

6.根据权利要求2所述的一种光电池智能充放电装置，其特征在于，所述充电单元还包括一肖特基二极管，所述肖特基二极管串联在所述充电电感与所述蓄电池之间。