专利名称：一种无触点低压光伏控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种太阳能转换成电能的电子控制装置，具体涉及一种具有防止过饱和充电和过分放电以及防止反向放电的这类控制器，尤指一种能降低工作过程的电能损耗，从而提高太阳能利用率的电子控制器。
背景技术：
太阳能作为一种新型能源已越来越成熟，其应用也更趋向广泛。由于它是一种新型绿色能源，具有代替传统能源的优势，因而越来越受到人们的关注。目前，人们已开发出太阳能发电并将电能储存于蓄电池的装置。由于太阳能转换成电能会受到日夜交替以及天气变化的影响，夜间和阴雨天不能发电，而太阳能转换器与蓄电池又连成一体，从而会导致蓄电池向太阳能转换器产生反向充电而浪费电能问题的出现，以致造成系统工作效率很低；另外，当蓄电池充电饱和时，继续充电将会对蓄电池造成危害，而当蓄电池压降太低时，继续使用也会对蓄电池造成危害，进而影响电池的使用寿命。
为此，厂家和研究开发者针对上述存在问题，为太阳能的转换过程已开发出这样一种控制器，其一是防止夜间和阴雨天蓄电池的反向放电；其二是防止蓄电池过饱和充电；其三是防止蓄电池低压使用。这种控制器的出现对于太阳能转换成电能的利用具有重要的实际意义。目前，控制器技术方案的实质是利用二极管的单向导电性来予以实现。
但是，现今太阳能发电装置价格仍然昂贵、其电转换效率低，影响了太阳能的应用，采用二极管的单向导电性解决反向放电的方法会进一步加深这一问题。二极管自身的压降在正向充电过程中会损耗许多电能，较大程度上影响了太阳能转换成电能的利用。如何提高太阳能转换的利用率以及防止蓄电池反向放电的问题在实际应用中就显得十分突出。
实用新型内容本发明创造主要提出一种提高太阳能转换利用率的控制器。该控制器具有防止蓄电池反向放电的作用，同时，能够减少充电过程中的电能损耗，从而提高太阳能转换成电能的利用率。
本实用新型的目的还在于所提供的控制器具有防止蓄电池过饱和充电的作用，从而保护蓄电池，延长其使用寿命。
本本实用新型的目的还在于所提供的控制器还具有防止蓄电池低压和过流使用的作用，从而进一步保护蓄电池，延长其使用寿命。
其主要目的由以下方案实现一种无触点低压光伏控制器，包括一个光照强度的电子检测电路，它依据光照射的情形，产生一个代表光强度的电信号，作为输入控制信号；一个开闭控制电子电路，依据上述输入控制信号，使其二个控制端处于开断或闭合；其主要特点是，开闭控制电子电路包含一对场效应管，两个场效应管以其背靠背的方式连接，开闭控制电子电路的控制端与该对场效应管的其它输出端连接，而该对场效应管的控制端则与上述输入控制信号连接。
本实用新型的第二个目的由下列方案实现上述方案中，还包括有一个蓄电池充电饱和检测电子电路，它依据蓄电池的电极，产生一个代表端电压大小的电信号，作为输入控制信号；一个光强度和充电饱和信号集合电路，它将上述代表光强度的电信号和代表端电压大小的电信号进行汇合，并产生一个共同的输入控制信号；上述开闭控制电子电路，依据上述共同的输入控制信号，使其二个控制端处于开断或闭合。
上述光强度和充电饱和信号集合电路，系综合光强度的电信号和端电压的电信号进行判断，当光强度太低或端电压太高时，则产生的输入控制信号应当导致上述开闭控制电子电路的控制端处于开断的状态；当光强度较高可以满足充电要求而且蓄电池端电压未达到额定值时，则产生的输入控制信号应当导致上述开闭控制电子电路的控制端处于导通的状态。
为进一步实施本实用新型的其他目的上述方案中，还包括有
一个负载过流检测电子电路，它依据负载的电流，产生一个代表负载电流大小的电信号；一个负载控制电子电路，它依据上述负载过流检测电子电路提供的电信号，控制一个场效应管的控制端，并由该场效应管的输出端控制负载电路的连通。
上述方案中，还包括有一个蓄电池低压检测电子电路，它依据蓄电池的电极，产生一个代表端电压大小的电信号，作为输入控制信号；一个过载和过放信号集合电路，它将上述负载过流检测电子电路产生的代表负载电流大小的电信号和蓄电池低压检测电子电路产生的代表端电压大小的电信号进行汇合，并产生一个共同的输入控制信号；上述负载控制电子电路，依据上述过载和过放信号集合电路的共同输入控制信号，作为场效应管控制端的输入，并由该场效应管的输出端控制负载电路的连通。
图1是本实用新型一种具体的防止反向充电和防止过饱和充电的具体实施结构电路图。
图2是本实用新型一种具体的防止蓄电池低压和过流使用的具体实施结构电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
参照图1，光照强度的检测电子电路包括比较器LM324(1)、晶体管BG1以及电阻R1-R6，当光强度太低时，总有一个时刻SPV(-)大于零，不能满足蓄电池的充电要求，此时比较器LM324(1)输出端A端将为高电平，该低电平使晶体管BG1处于饱和状态，使B端为高电平；当光强度较强可以满足蓄电池的充电要求时，光伏电池板产生的电压小于蓄电池电压，此时比较器LM324(1)输出端A端将为低电平，该低电平使晶体管BG1处于截止，B端呈现低电平。蓄电池充电饱和检测电子电路包括比较器LM324(2)、二极管D1、电容C1以及电阻R7-R11，当蓄电池充电饱和时，比较器LM324(2)的输出端C端将为高电平；当蓄电池充电未饱和时，比较器LM324(2)的输出端C端将为低电平。光强度和充电饱和信号集合电路包括或门IC6、电阻R12和电容C2，当B端或C端为高电平时，或门IC6的输出端D端为高电平；当B端和C端为低电平时，或门IC6输出端D端将输出低电平。开闭控制电子电路包括二个晶体管BG2和BG3、电阻R13-R18、两个二极管D2、D3以及两个场效应管MOSFET(1)、MOSFET(2)，其中，两个场效应管MOSFET1(1)和MOSFET(2)以背靠背的方式连接，当D端为高电平时，晶体管BG2处于截止状态，E端为高电平，使F端的晶体管BG3也处于截止状态，F端悬空，因此，两个场效应管MOSFET(1)、MOSFET(2)栅源两端电位相同，场效应管断开，从而切断对蓄电池的充电，由于两个场效应管以背靠背的方式连接，因此，电路断开完全，不会存在漏电；当D端为低电平时，晶体管BG2处于导通状态，E端为低电平，使F端的晶体管BG3也处于导通状态，F端为高电平，因此，两个场效应管导通，从而对蓄电池进行充电，当两个场效应管导通时，其损耗的压降非常小，因而可以降低电能损耗。
参照图2，负载过流检测电子电路包括比较器IC3(1)、电阻R19-R21、电容C3，当负载较大或者出现短路时，IC3(1)输出端处于高电平，当负载正常时，IC3(1)输出端处于低电平。蓄电池低压检测电子电路包括比较器IC3(2)、电阻R22-R25、电容C4以及二极管D4，当蓄电池电压太低时，比较器IC3(2)将输出低电平，当蓄电池电压正常时，比较器IC3(2)将输出高电平。过载和过放信号集合电路包含异或门IC4及与门OC5、电阻R26-R28、晶体管BG4、稳压管D，比较器IC3(1)的输出经异或门IC4转换后的信号，与比较器IC3(2)输出信号共同经过与门OC5，由与门OC5的输出作为晶体管BG4的控制信号，并由B点的输出作为过载和过放信号集合电路的输出端，只要蓄电池电压太低或者负载电流过流时，与门OC5将输出低电平，使晶体管BG4截止，B点为低电平；反之，当蓄电池电压正常并且负载电流正常时，与门OC5将输出高电平，使晶体管BG4导通，B点为高电平。负载控制电子电路包含场效应管MOSFET(3)，该场效应管MOSFET(3)的导通由B点电位控制，当B点为低电平时，将使场效应管MOSFET(3)断开，从而切断负载电路，以保护蓄电池；当B点为高电平时，将使场效应管MOSFET(3)导通，以维持负载电路处于导通的状态。当短路或负载过流发生后，由于比较器IC3(1)可以保持状态，即使随后电路正常，场效应管MOSFET(3)也会保持断开，因此，还设置了短路或过流恢复电路，它包含晶体管BG5、电阻R29-R31、电容C5以及按纽K，按下按纽K，随后可以恢复工作。
本实用新型的优点或有益效果至此，我们可以看到本实用新型从降低控制器压降的方面减少了电路的损耗，从而提高了太阳能的利用率，而且在防止蓄电池过饱和充电以及防止蓄电池过流使用等方面与传统控制器相比也更为有效。采用计算机进行仿真，其结果也证实了这一点。
权利要求1.一种无触点低压光伏控制器，包括一个光照强度的电子检测电路，它依据光照射的情形，产生一个代表光强度的电信号，作为输入控制信号；一个开闭控制电子电路，依据上述输入控制信号，使其二个控制端处于开断或闭合；其特征在于，开闭控制电子电路包含一对场效应管，两个场效应管以其背靠背的方式连接，开闭控制电子电路的控制端与该对场效应管的其它输出端连接，而该对场效应管的控制端则与上述输入控制信号连接。
2.根据权利要求1的控制器，其特征在于，它还包括有一个蓄电池充电饱和检测电子电路，它依据蓄电池的电极，产生一个代表端电压大小的电信号，作为输入控制信号；一个光强度和充电饱和信号集合电路，它将上述代表光强度的电信号和代表端电压大小的电信号进行汇合，并产生一个共同的输入控制信号；上述开闭控制电子电路，依据上述共同的输入控制信号，使其二个控制端处于开断或闭合。
3.根据权利要求1或2的控制器，其特征在于，它还包括有一个负载过流检测电子电路，它依据负载的电流，产生一个代表负载电流大小的电信号；一个负载控制电子电路，它依据上述负载过流检测电子电路提供的电信号，控制一个场效应管的控制端，并由该场效应管的输出端控制负载电路的连通。
4.根据权利要求3的控制器，其特征在于，它还包括有一个蓄电池低压检测电子电路，它依据蓄电池的电极，产生一个代表端电压大小的电信号，作为输入控制信号；一个过载和过放信号集合电路，它将上述负载过流检测电子电路产生的代表负载电流大小的电信号和蓄电池低压检测电子电路产生的代表端电压大小的电信号进行汇合，并产生一个共同的输入控制信号；上述负载控制电子电路，依据上述过载和过放信号集合电路的共同输入控制信号，作为场效应管控制端的输入，并由该场效应管的输出端控制负载电路的连通。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能转换成电能的防止反向放电的电子控制装置。其主要特点是，该装置采用场效应管搭建成的开闭控制电路，并利用场效应管背靠背的连接结构，实现正向充电的导通与反向放电的截止，从而防止夜间或阴雨天电能的浪费，并降低充电过程的电能损耗，进而提高了太阳能转换的利用率。另外，该实用新型还兼具有防止蓄电池过饱和充电，以及防止蓄电池低压和过流使用的作用。
文档编号H02J7/35GK2817178SQ20052006051
公开日2006年9月13日 申请日期2005年6月22日 优先权日2005年6月22日
发明者崔岩 申请人:汕头大学