专利名称：太阳能照明系统中对蓄电池市电补充充电的自动切换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能照明系统中蓄电池，尤其涉及一种对该蓄电池 市电补充充电的自动切换电路。
技术背景在太阳能照明系统中，太阳电池将太阳光能转换成电能储存在蓄电池 中，晚上再将蓄电池中的电能供给用于照明，并且周而复始地完成着这种 转换。然而，实际应用中会遇到连续阴雨天日照不足时，太阳电池不能提 供足够的电能给蓄电池充电，蓄电池荷电不足出现亏电，不能提供足够的 电能供给照明，而且还会造成蓄电池提前失效及损坏，这正是太阳能照明 应用中的实际问题。由图l可见是直流稳压电源基本电路结构。该电路是150W充电器，输入220VAC，输出13.6VDC，最大充电电流IOA。在太阳能补充充电应用中 该充电器处在后备状态，交流输入端与市电连接在一起。220V交流电经噪 声滤波、整流及平滑滤波产生314V直流，在脉宽调制控制芯片Ul控制下 产生出互为180度的一对高频方波脉冲，经第三三极管Q3，第四三极管Q4 推动，通过第二隔离驱动变压器T2分别驱动第一三极管Ql，第二三极管 Q2两只功率开关管产生高压方波，再经第一主功率变压器T1产生低压方波, 经第十三A整流管D13A和第十三B整流管D13B、以及第二电感L2，第三 十二电容C32和第三十三电容C33的滤波产生最终所需的直流电压，并经 过反馈回路调控控制芯片U1实现稳压。在上述电路中，不能解决在连续阴雨天日照不足时，实现市电和太阳 能之间的自动切换。 发明内容本发明需要解决的技术问题是提供了一种太阳能照明系统中蓄电池充 电电路，旨在解决上述的问题。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的 包括脉宽调制控制芯片、充电器、蓄电池；还包括转换继电器的 常开接点串接在充电器输出正极连接线上 一端接电源正、另一端接蓄电 池的正极；作为芯片工作电源的电源控制芯片的引出脚6与蓄电池相连， 第一百零一滤波电容正极接蓄电池正极，第一百零一过流保护取样电阻一 端接蓄电池正极，另一端接电源控制芯片的过流保护端7脚；第一百零一 升压电感两端分别接在电源控制芯片的7脚和1脚，第一百零一整流二极 管正极接在电源控制芯片的1脚，另一端作为直流与第一百零三反馈电阻 相接，第一百零三反馈电阻的另一端与第一百零四相连并与电源控制芯片 的反馈控制端5脚连接，第一百零四电阻的另一端接地；第一百零三滤波 电容器的正极与第一百零一电容输出端相连，另一端接地；第一百零五分 压电阻网络的一端接电源，第一百零六分压电阻网络的一端接地，两电阻 相连部分接第一百零八运放输入电阻，第一百零八运放输入电阻的另一端 接第二运放的同相端5脚；第一百零七运放反向输入电阻一端与蓄电池相 连，另一端与第二运放反相端相连；第一百零二反馈钳位二极管的正极与 第二运放的7脚相连，负极与第二运放同相端5脚相连；第二运放的7脚 与第一百十一继电器驱动网络的分压电阻连接，第一百十一电阻与第一百 十五电阻相连处与第一百零一三极管的基极相连，第一百十五电阻另一端接地；第一百零一三极管的发射极接地、集电极与继电器的驱动线圈绕组 相连；第一百零四延时电容的正极与第一百零一三极管基极相连，负极接地；第一百十分压电阻网络和第一百H"^—电阻相连处与第一运放的3脚相 连，第一百十电阻的另一端接前端电源，第一百十一电阻接地；第二运放的7脚信号电压经第一百零九电阻分压网络，第一百十四电阻分压电压接 到第一运放的反相端2脚；第一运放的输出端1脚经第一百十二分压电阻 网络和第一百十三分压电阻网络的相连处，通过第一百零三隔离二极管与 蓄电池充电电源的脉宽调制控制芯片的4脚相连。与现有技术相比，本发明的有益效果是当太阳电池充电不足，导致 蓄电池亏电时市电补充充电能及时切换，给蓄电池充电；当太阳电池充电 正常时补充充电能自动断开。
图1是现有技术中对蓄电池的充电电路； 图2是在图1的基础上添加的本发明电路图；具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述 蓄电池充电电路存在一种缺陷，当电池容量充满后无法自动切换或关 闭电源。作为太阳能照明系统，正常的情况下，蓄电池容量补充是靠太阳 电池板发出的电能实现的，只有当连续阴雨天蓄电池得不到太阳电池能量 补充时交流补充充电才作用， 一旦蓄电池容达到要求时充电器要退出充电 连接状态，当太阳电池能量恢复后能及时为蓄电池提供充电。本发明在图1 的电路中加进自动转换电路。由图2可见本发明包括脉宽调制控制芯片U1、充电器、蓄电池； 还包括转换继电器RLY1的常开接点串接在充电器输出正极连接线上一 端接电源正、另一端接蓄电池的正极；自动转换器有一端(简称PIN1)接 蓄电池，另有一端(简称PIN4)接该充电器控制芯片4脚；具体线路连接 关系是作为芯片工作电源的电源控制芯片IC1的引出脚6与蓄电池相连，第一百零一滤波电容C101正极接蓄电池正极，第一百零一过流保护取样电阻R101 —端接蓄电池正极，另一端接电源控制芯片IC1的过流保护端7脚； 第一百零一升压电感L101两端分别接在电源控制芯片IC1的7脚和1脚，第一百零一整流二极管moi正极接在电源控制芯片ici的i脚，另一端作为直流与第一百零三反馈电阻R103相接，第一百零三反馈电阻R103的另 一端与第一百零四R104相连并与电源控制芯片IC1的反馈控制端5脚连接， 第一百零四电阻R104的另一端接地，第一百零三反馈电阻R103和第一百 零四电阻R104组成分压网络确定D101的输出为14V;第一百零三滤波电容 器C103的正极与第一百零一电容D101输出端相连，另一端接地，对D101 的脉动直流进行平滑滤波；第一百零五分压电阻网络R105,第一百零六分 压电阻网络R106为运算放大器IC2B提供基准参考电压，其中第一百零五 分压电阻网络R105的一端接电源14V，第一百零六分压电阻网络R106的一 端接地，两电阻相连部分接第一百零八运放输入电阻R108，提供约11.6V 的参考电压，第一百零八运放输入电阻R108的另一端接第二运放IC2B的 同相端5脚；第一百零七运放反向输入电阻R107 —端与蓄电池相连，另一 端与第二运放IC2B反相端相连，为运放提供蓄电池电压信号；第一百零二 反馈钳位二极管D102的正极与第二运放IC2B的7脚相连，负极与第二运 放IC2B同相端5脚相连，为蓄电池充电提供延时作用；第二运放IC2B的7 脚与第一百十一继电器驱动网络的分压电阻Rlll连接，第一百十一电阻 Rlll与第一百十五电阻R115相连处与第一百零一三极管Q101的基极相连， 第一百十五电阻R115另一端接地，两电阻分压后为Q101的基极提供驱动 电流；第一百零一三极管QIOI的发射极接地、集电极与继电器RLY1的驱 动线圈绕组相连；第一百零四延时电容C104的正极与第一百零一三极管基 极相连，负极接地，其作用是为继电器接通延时；第一百十分压电阻网络 R110和第一百十一电阻Rlll相连处与第一运放IC2A的3脚相连，提供参考电压，第一百十电阻R110的另一端接前端电源14V，第一百十一电阻R111 接地；第二运放IC2B的7脚信号电压经第-一百零九电阻分压网络R109，第 一百十四电阻R114分压产生约6V电压接到第一运放IC2A的反相端2脚； 第一运放IC2A的输出端1脚经第一百十二分压电阻网络R112和第一百十 三分压电阻网络R113的相连处，通过第一百零三隔离二极管D103与蓄电 池充电电源的脉宽调制控制芯片U1的4脚相连，对充电器进行充电控制。 本发明在现有技术的基础上，将电路改进成为自动切换。工作原理 在太阳电池充电正常时，蓄电池的容量基本保持平衡，蓄电池上的电压通 常在11.8V以上，在这种情况下，充电器处在待机状态，电池状态检测电 路(图中粗线部分)从蓄电池取得电池电压信号，经IC1， IC2B， IC2A对 Ul的4脚提供高电平，使得U1处在待机无输出驱动脉冲，整个充电电源无 输出。当蓄电池的电压低于11.8V (该电压可根据需要设定)时，IC2B输 出高电平，经过IC2A调整使得Ul的4脚变成低电平，Ul输出驱动脉冲， 整个充电电源开始工作。同时，IC2A的7脚经延时电容C104的延时充电后 驱动三极管QIOI使得继电器与蓄电池接通，这部分的延时足以使电源进入 稳态输出。随着蓄电池容量增加，电池电压升高到恒定电压(约13.6V)时 IC2B再次翻转，7脚变回低电平，重新将U1的4脚设为高电平，电源回到 待机状态，充电停止。为使控制准确稳定，本发明采用了IC1电压稳压器， 对蓄电池的非稳定电压作稳压处理，以保证IC2的基准电压在设定的电压 点上，同时为IC2提供稳定的工作电压，确保IC2的输出控制在要求的范 围内。在太阳能照明系统实际应用中，采用交流补充充电方法，有效地解决 了长时间阴雨天蓄电池充电不足的问题，为推广太阳能照明应用起到有效 的推动作用。
权利要求
1. 一种太阳能照明系统中对蓄电池市电补充充电的自动切换电路，包括脉宽调制控制芯片(U1)、充电器、蓄电池；其特征在于还包括转换继电器(RLY1)的常开接点串接在充电器输出正极连接线上一端接电源正、另一端接蓄电池的正极；作为芯片工作电源的电源控制芯片(IC1)的引出脚6与蓄电池相连，第一百零一滤波电容(C101)正极接蓄电池正极，第一百零一过流保护取样电阻(R101)一端接蓄电池正极，另一端接电源控制芯片(IC1)的过流保护端7脚；第一百零一升压电感(L101)两端分别接在电源控制芯片(IC1)的7脚和1脚，第一百零一整流二极管(D101)正极接在电源控制芯片(IC1)的1脚，另一端作为直流与第一百零三反馈电阻(R103)相接，第一百零三反馈电阻(R103)的另一端与第一百零四(R104)相连并与电源控制芯片(IC1)的反馈控制端5脚连接，第一百零四电阻电阻(R104)的另一端接地；第一百零三滤波电容器(C103)的正极与第一百零一电容(D101)输出端相连，另一端接地；第一百零五分压电阻网络(R105)的一端接电源，第一百零六分压电阻网络(R106)的一端接地，两电阻相连部分接第一百零八运放输入电阻(R108)，第一百零八运放输入电阻(R108)的另一端接第二运放(IC2B)的同相端5脚；第一百零七运放反向输入电阻(R107)一端与蓄电池相连，另一端与第二运放(IC2B)反相端相连；第一百零二反馈钳位二极管(D102)的正极与第二运放(IC2B)的7脚相连，负极与第二运放(IC2B)同相端5脚相连；第二运放(IC2B)的7脚与第一百十一继电器驱动网络的分压电阻(R111)连接，第一百十一电阻(R111)与第一百十五电阻(R115)相连处与第一百零一三极管(Q101)的基极相连，第一百十五电阻(R115)另一端接地；第一百零一三极管(Q101)的发射极接地、集电极与继电器(RLY1)的驱动线圈绕组相连；第一百零四延时电容(C104)的正极与第一百零一三极管基极相连，负极接地；第一百十分压电阻网络(R110)和第一百十一电阻(R111)相连处与第一运放(IC2A)的3脚相连，第一百十电阻(R110)的另一端接前端电源，第一百十一电阻(R111)接地；第二运放(IC2B)的7脚信号电压经第一百零九电阻分压网络(R109)，第一百十四电阻(R114)分压电压接到第一运放(IC2A)的反相端2脚；第一运放(IC2A)的输出端1脚经第一百十二分压电阻网络(R112)和第一百十三分压电阻网络(R113)的相连处，通过第一百零三隔离二极管(D103)与蓄电池充电电源的脉宽调制控制芯片(U2)的4脚相连。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能照明系统中对蓄电池市电补充充电的自动切换电路，在现有技术的基础上，将电路改进成为自动切换；本发明的有益效果是当太阳电池充电不足，导致蓄电池亏电时市电补充充电能及时切换，给蓄电池充电；当太阳电池充电正常时补充充电能自动断开。
文档编号H02J7/35GK101242111SQ20061011750
公开日2008年8月13日 申请日期2006年10月25日 优先权日2006年10月25日
发明者吴秋闻 申请人:上海秋闻电子有限公司