专利名称：一种太阳能充电系统的制作方法
技术领域：
本发明属于充电技术领域，尤其是涉及利用太阳能充电的技术。
技术背景
太阳能作为自然界中的天然绿色能源，有着获取方便、无污染的优点。然而，由于太阳能对天气的特殊要求，目前的太阳能能源系统大多有着相对不稳定的缺点，不能保证随时供电，这样，太阳能充电系统的电路保护问题就日益突出。
对此，市场上的商家提供了一些解决方案部分解决了以上问题，但是，由于太阳能转化过程中诸如过载，过温供电问题对电路提出了新的要求，这使得太阳能充电电路的设计中需要添加保护电路，同时，如何做到保证太阳能充电系统不受天气影响而持续输出电能也影响着太阳能充电系统的使用效率。
因此，提供一种可有效转化太阳能并存储为电能，同时能对充电设备起有效保护作用的太阳能充电系统就显得尤为重要。发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，用电操作安全的太阳能充电系统，当太阳能输入剩余时，剩余电能给电瓶箱充电储存；当太阳能供应不上使用输出时，电瓶箱余电与太阳能同时供给逆变器；太阳能没有时，电瓶直接供给。
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种太阳能充电系统，包括太阳能电池板和电瓶箱，其中，一控制箱，包括一充电器，其输入端连接所述太阳能电池板，输出端连接所述电瓶箱充电接口，所述充电器包括充电电路以及充电保护电路，所述充电保护电路用于在所述充电电路上加载的电压达到一标准值后，断开该充电电路；一逆变器，其输入端连接所述电瓶箱的输出端，所述逆变器包括一变压器、一整流电路连接以及一逆变电路；第一脉冲宽度调制控制器，用于控制所述变压器的初级线圈的输入电压； 过温保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于在所述控制箱内温度达到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
上述的太阳能充电系统，其中，一第二脉冲宽度调制控制器，连接所述逆变电路， 所述第二脉冲宽度调制控制器用于控制逆变器的输出交流电压的稳压。
上述的太阳能充电系统，其中，所述控制箱中还包括欠压保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于在所述输入电压降到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
上述的太阳能充电系统，其中，所述控制箱还包括3过压保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于在所述输入电压达到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
上述的太阳能充电系统，其中，所述控制箱还包括过载保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于当负载过大时，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
上述的太阳能充电系统，其中，所述控制箱还包括短路保护电路，其与所述第二脉冲宽度调制控制器连接，用于当负载过大时，向所述第二脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述逆变输出。
上述的太阳能充电系统，其中，所述太阳能电板为单晶硅太阳能电池板或多晶硅太阳能电池板。
本发明通过将充电器和逆变器安装在控制箱内，并设置保护电路来提高产品安全性能，在使用本发明产品时，使用人性化，太阳能输出效率较高。
通过阅读参照如下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显图1示出根据本发明的第一实施例的，一种太阳能充电系统的工作原理方框示意图； 图2示出根据本发明的第二实施例的，一种太阳能充电系统的充电器电路示意图； 图3示出了根据本发明的第三实施例的，一种太阳能充电系统的逆变器电路示意图； 图4示出了根据本发明的第四实施例的，一种太阳能充电系统的前级稳压保护电路示意图；图5示出了根据本发明的第五实施例的，一种太阳能充电系统的过温保护电路示意图；图6示出了根据本发明的第六实施例的，一种太阳能充电系统的过压、过载保护的电路示意图；以及图7示出了根据本发明的第七实施例的，一种太阳能充电系统的短路保护原理方框示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施方式
来对本发明的太阳能充电设备作进一步详细地说明。
图1示出根据本发明的第一实施例的，一种太阳能充电系统的工作原理方框示意图。具体地，在本实施例中，所述太阳能充电系统包括太阳能电池板1，控制箱2，电瓶箱3， 控制箱2中包括充电器201，逆变器202，逆变器保护控制装置203。本发明系统将充电器和逆变器作为一体设置在控制箱内，从而使系统简便美观。
其中，充电器201的输入端与所述的太阳能电池板1相连接、充电器201的输出端与电瓶箱3的输入端相连接，电瓶箱3输出端与逆变器4的直流电流输入端相连接。
本实施例的太阳能充电设备的工作原理如下首先，太阳能电池板1接收外界光照后经过光电转换产生直流电压电流，直流电压电流经逆变器202转化为交流电输出；当太阳能输入剩余时，剩余电能给电瓶箱2充电储存，具体地，所述直流电压电流经过充电器 201后被转换成为充电电流电压给所述的电瓶箱3充电；当太阳能供应不上使用输出时，电瓶箱3余电与太阳能同时供给逆变器202 ；缺少太阳能时，电瓶直接供给，电瓶箱3将存储的电能提供给逆变器202进行直流转交流的变换。最终将太阳光能转化成民用的交流电输出给用户使用，用户只要将负载连接到本太阳能充电设备的逆变器202的输出端即可为负载供电。此外，本太阳能充电设备的逆变器保护控制装置203还可以对充电系统充电时欠压、过放、过温等实行全自动控制。本实施例的太阳能充电设备，结构简单，安装操作简单， 方便移动，适用于很多环境中工作。
在一个优选例中，太阳能电池板1为单晶硅太阳能电池板。本领域技术人员理解， 所述太阳能充电系统也可采用多个太阳能电池板，所述变化并不影响本实施例的实施，在此不予赘述。
图2示出根据本发明的第二实施例的，一种太阳能充电系统的充电器电路示意图。参考图1所示的实施例，在本实施例中，所述充电器输入端连接所述太阳能电池板，其输出端连接所述电瓶箱充电接口；其中，所述充电器由充电保护电路2001和充电电路2002 组成，充电保护电路2001用于在所述充电电路上加载的电压达到一标准值后，断开该充电电路。具体地，在本实施例中，太阳能电池板输出电压为15V，电瓶箱输出电压为12V，参考图2，太阳能输入端S0LAR+15V加入时，电阻R5和R6分压检测判定太阳能是否加入充电器中，使三极管N2导通下拉对地，此时电阻R3和R4有效对地分取电瓶电压，BATTERY+12V作为电压比较器IClA第6脚比较器反向比较电压，当电压比较器IClA第6脚低于第5脚连接的基准电压2. 5V时，第7脚输出高电位推动三极管m，继电器J吸合，继电器J常闭触点 Jb连接一红灯，同时太阳能电通过继电器吸合加入二极管Dl和D2正向对电瓶(图2中未示出)充电且红灯R亮；当电瓶箱充满电能时，电瓶电压加载在电压比较器IClA第6脚将高于第5脚基准电压2. 5V，第7脚输出低电位推动三极管Ni，继电器J不吸合，所述继电器J 常开触点Jk连接一绿灯，此时红灯R不亮绿灯G亮。
进一步地，图2还示出了电瓶箱的过放保护电路，其中，电阻R2和R1，二极管D4， 电容C2，电阻R3和R4与电压比较器IClA的5、6和7脚组成一个电压落差，利用电压比较器IClA的7脚输出低电位时，电压比较器IClA的7脚内部对地，形成落差，给电瓶一个充满和恢复充电间隔过程。通过用二极管正向充电作为有效隔离，可防止在静态时电瓶电压倒流。这样在R3与R4上就杜绝了在没有太阳能电输入时会对电瓶放电的可能，从而达到零损耗，不会在长期没有太阳能时对电瓶放电的可能。
图3示出了根据本发明的第三实施例的，一种太阳能充电系统的逆变器电路示意图。参考图1所示的实施例，在本实施例中，所述逆变器输入端连接所述太阳能电池板和电瓶箱的电压输出端，其输出端连接所述太阳能充电系统的交流电压输出端；其中，所述逆变器由变压器，整流电路和逆变电路组成，所述变压器和所述逆变电路之间连接所述整流电路，逆变电路的输出端作为逆变器输出端。
电瓶电压DC12V通过保险丝加入到变压器Tl的初级输入6. 7脚，由第一脉冲宽度调制控制器301控制控制开关三极管P3和三极管P4来分别推动场效应管Ql和场效应管 Q2的栅极，场效应管与变压器Tl的高频两初级相连，形成一个推挽式驱动，场效应管高频对地形成震荡。变压器后级输出高频交流高电压，经二极管D3、D4、D5和D6桥式整流得出一个直流高压HV。二极管D22、D23、DM和D25也整流输出一个直流电压VCC作为后级供电电源。所述直流高压HV加入到场效应管Ml、M4的漏极，通过第二脉冲宽度调制控制器302 控制场效应管M2、M1、M3和M4的导通与截止，这样形成一个全桥输出修正正弦波形。
以下结合图3说明本发明的逆变原理，直流电通过前级场效应管放大电压，经变压器升压后，由快速恢复二极管整流，最后通过场效应管Ml、M2、M3和M4开关控制输出交流。
图4示出了根据本发明的第四实施例的，一种太阳能充电系统的前级稳压保护电路示意图。参考图3所示的实施例，在本实施例中，所述前级稳压保护电路通过所述后级高压HV的高低来控制前级输入的大小来补偿后级的需求。直流高压HV经电阻R2、R9分压来控制开关三极管m的导通与截止来实现控制光电耦和器01的发光程度，从光耦的另一端取的光照程度不一样，导通程度也就得到受控制，输出电压G2脚加入到电压比较器IC3 的12、13和14脚进行比较输出，再连接所述第一脉冲宽度调制控制器301进行脉宽调整控制，即控制所述场效应管Ql和Q2 (参考图3)的导通程度，也就控制了变压器后级输出的高压，形成一个反馈电路。
进一步地，所述太阳能充电系统的还包括后级稳压保护电路，所述后级稳压保护电路主要通过所述第二脉冲宽度调制控制器302对逆变器2的控制来实现。具体地，参考图3，电阻R49、R64采取输出电压经过稳压管Ti稳压击穿后由电阻R48和R62分压，连接第二脉冲宽度调制控制器302，所述第二脉冲宽度调制控制器302控制驱动输出来实现后级输出交流电压的稳压功能。
图5示出了根据本发明的第三实施例的，一种太阳能充电系统的过温保护电路示意图。所述过温保护电路连接第一脉冲宽度调制控制器301，在所述控制箱2内温度达到一预定值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器301发送信号。具体地，当内部温度过高时，在电阻TCl上呈现的阻值就会增大，当增大到设定值时三极管P2就导通，把电压比较器IC34 上第6脚电位拉低，7脚输出高电位经D9连接第一脉冲宽度调制控制器301，这样，所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压，达到过温关断的目的；同时也把比较器IC33上第2脚电位也拉低，第1脚输出高电位加到三极管N2导通， 蜂鸣器B3 —端接电源一端对地报警，实现过温报警功能。
进一步地，所述太阳能充电系统的还包括欠压保护电路，参考图5，12V输入电压端连接电阻R4、R22和R19组成的分压电路，电阻R22和电阻R19之间连接比较器IC3第2 脚，当电压下降到设定值时，比较器IC33的第3脚高于第2脚时，1脚输出高电位导通N2三极管，蜂鸣器B3欠压报警；而当电压继续下降到比较器IC3的5脚高于6脚时，7脚输出高电位，再经D9连接第一脉冲宽度调制控制器301，关断脉宽脚，达到欠压关断的功能。从上说明在欠压关断之前会先有欠压报警功能。
图6示出了根据本发明的第六实施例的，一种太阳能充电系统的过压、过载保护电路示意图。具体地，所述过压、过载保护电路中包括一电压比较器IC12，所述电压比较器 IC12的第3脚连接第一脉冲宽度调制控制器301，其中，对于过压保护电路，其用于在所述输入电压达到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号来关断所述变压器的初级线圈的输入电压。在图6所示的保护电路的实施例中，当输入电压Vn达到一预设值后，经过电压比较器IC12比较输入电压Vn与预定电压值Vl后，所述电压比较器IC12输出一个高电位，关断第一脉冲宽度调制控制器301，实现过压关断功能。
类似地，对于过载保护电路，过载是由于超过设定负载，带的负载越大，在负载电压端电压压降就越大，负载电压(V负载)端经电阻R35加入IC12的第2脚，当负载电压达到一预设值后，经过电压比较器IC12比较输入电压与预定电压值Vl后，所述电压比较器IC12 输出一个高电位，关断第一脉冲宽度调制控制器301，这样，就实现了当负载过大时，所述过载保护电路箱所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号来关断所述变压器初级线圈的输入电压，从而实现过压关断功能。
图7示出了根据本发明的第七实施例的，一种太阳能充电系统的短路保护原理方框示意图。所述短路保护电路701与所述第二脉冲宽度调制控制器203连接，所述所述短路保护电路701连接负载电压端(图中未示出)，当负载过大时，所述短路保护电路701向所述第二脉冲宽度调制控制器203发送信号，关断所述逆变器的逆变输出端。
在一个实施例中，所述逆变器203的次级输出端利用康铜丝为取样线，当负载过大在取样线上取样值大于设定值，所述短路保护电路701中包括一比较放大器，通过所述比较放大器输出高电位关断所述第二脉冲宽度调制控制器203。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种太阳能充电系统，包括太阳能电池板和电瓶箱，其特征在于，一控制箱，包括 一充电器，其输入端连接所述太阳能电池板，输出端连接所述电瓶箱充电接口，所述充电器包括充电电路以及充电保护电路，所述充电保护电路用于在所述充电电路上加载的电压达到一标准值后，断开该充电电路；一逆变器，其输入端连接所述电瓶箱的输出端，所述逆变器包括一变压器、一整流电路连接以及一逆变电路；第一脉冲宽度调制控制器，用于控制所述变压器的初级线圈的输入电压； 过温保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于在所述控制箱内温度达到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
2.根据权利要求1所述的太阳能充电系统，其特征在于，一第二脉冲宽度调制控制器， 连接所述逆变电路，所述第二脉冲宽度调制控制器用于控制逆变器的输出交流电压的稳压。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述控制箱中还包括 欠压保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于在所述输入电压降到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
4.根据权利要求1所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述控制箱还包括过压保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于在所述输入电压达到一预设值后，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
5.根据权利要求1所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述控制箱还包括过载保护电路，其与所述第一脉冲宽度调制控制器连接，用于当负载过大时，向所述第一脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述变压器初级线圈的输入电压。
6.根据权利要求1所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述控制箱还包括短路保护电路，其与所述第二脉冲宽度调制控制器连接，用于当负载过大时，向所述第二脉冲宽度调制控制器发送信号，关断所述逆变器的逆变输出端。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述太阳能电板为单晶硅太阳能电池板或多晶硅太阳能电池板。
全文摘要
本发明提供一种太阳能充电系统，包括太阳能电池板、控制箱和电瓶箱，其中，所述控制箱中包括充电器，逆变器，第一脉冲宽度调制控制器，所述充电器输入端连接所述太阳能电池板，其输出端连接所述电瓶箱充电接口；所述逆变器输入端连接所述太阳能电池板和电瓶箱的电压输出端，其输出端连接所述太阳能充电系统的交流电压输出端；所述第一脉冲宽度调制控制器连接所述逆变器，其用于保护控制逆变器。通过本发明可以满足太阳能安全转化为电能的需要，同时通过脉冲宽度调制控制器保护电路保证用电安全，进一步地，能够自动控制电瓶箱是否充电，提高了用户体验。
文档编号H02J7/00GK102480134SQ201010552138
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者刘勇, 吴小生, 方芳 申请人:上海申缘光电科技有限公司