专利名称：太阳能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能发电系统，具体是一种太阳能控制器。
背景技术：
太阳能发电系统的工作原理是以太阳能电池板为能源输入部分，以蓄电池为能 源储存部分，使用单片机为核心做为主控制器实现充电和放电的控制，来达到控制本系统 中多个模式的功能。传统的太阳能控制器存在以下不足由于控制器中需要使用开关管来 控制太阳能电池板的电流输送到蓄电池以及蓄电池的电流输送到负载，会出现效应管发热 的现象，输出的工作效率不高；在实际工作中，工作人员不小心会将太阳光电池板或蓄电池 的电极反接，此时，一旦设备启动，就会将太阳能控制器的元器件烧坏，而传统的太阳能控 制器，无法避免这种现象的发生，从而造成一定的经济损失；还有的太阳能控制器中的元器 件不符合工业级的要求，不能保证在寒冷和高温的情况下，能正常的工作，故整个控制系统 的工作稳定性较差；还有些太阳能控制器存在功能单一、结构复杂、成本较高的缺陷。
实用新型内容为了克服上述之不足，本实用新型目的在于提供一种输出效率高、性能稳定、操作 维护方便的太阳能控制器。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是太阳能控制器，包括有控制电 路，控制电路包括有主控单元、充电控制单元、升压控制单元、放电控制单元和稳压控制单 元，主控单元利用升压控制单元对充电控制单元和放电控制单元进行控制，稳压控制单元 为主控单元提供稳定的电源，其特征在于所述充电控制单元和放电控制单元中的开关管 采用IR3205场效应管；充电控制单元的电能输入电路中设有两个并联的二极管，两个并联 的二极管用以当太阳光电池板或蓄电池电极反接时，能有效防止电子元件被烧坏。所述控制电路中还设有蓄电池低压检测单元，蓄电池低压检测单元采用 HT7044A-1芯片，HT7044A-1芯片的输入脚通过1N5819 二极管与蓄电池相连接，输出脚通过 上拉电阻的方式接到主控单元的单片机上。所述控制电路中还设有负载电流采集单元，负载电流采集单元中的采集电流用的 电阻为0. 01欧/5W的水泥电阻。所述稳压控制单元采用LM78L05稳压器或HT7550-1稳压器。所述升压控制单元中的控制芯片采用MC33063A。本实用新型的有益效果由于充电控制单元的电能输入电路中设有两个并联的二 极管，两个并联的二极管用以当太阳光电池板或蓄电池电极反接时，能有效防止电子元件 被烧坏；由于各元器件符合工业级的要求，工作环境温度为-40 +85度，可以在寒冷和高 温的情况下正常工作，从而保证系统稳定运行；本控制器具有输出效率高、结构简单、便于 操作的特点。以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型的电原理框图；图2为图1所示的蓄电池低压检测单元的电原理图；图3为图1所示的稳压控制单元的电原理图；图4为图1所示的稳压控制单元的另一种电原理图；图5为图1所示的升压控制单元的电原理图。图中1、光伏控制单元；2、主控单元；3、充电控制单元；4、升压控制单元；5、蓄电 池；6、放电控制单元；7、稳压控制单元；8、蓄电池低压检测单元；9、负载电流采集单元。
具体实施方式
如图1所示，太阳能控制器，包括有控制电路，控制电路是由光伏控制单元1、主控 单元2、充电控制单元3、升压控制单元4、放电控制单元6和稳压控制单元7构成，光伏控制 单元1包括太阳能电池组件和光照度采样单元，太阳能电池组件与充电控制单元3之间的 电能输入电路中设有两个并联的二极管；光照度采样单元将相关信息传送给主控单元2， 主控单元2利用升压控制单元4对充电控制单元3和放电控制单元6进行控制，稳压控制 单元7为主控单元提供稳定的电源，所述充电控制单元3和放电控制单元6中的开关管采 用IR3205场效应管；两个并联的二极管用以当太阳光电池板或蓄电池电极反接时，能有效 防止电子元件被烧坏。放电控制单元6中的IR3205场效应管的漏极接在蓄电池正极，源极接在输出负 载的正极，然后主控单元2通过升压控制单元4提供的高压来控制场效应管的门极，就可 以达到控制场效应管的开关效果，就可以对负载进行开和关。IRF3205场效应管的内阻是 8. ΟπιΩ，最大电流是110Α，在该控制电路中的最大20Α电流的条件下场效应管自身的损耗 功率是3. 2W，可以在不需要散热片的情况下完全符合不发热的效果。充电控制单元3与放电控制单元6的工作原理相同，充电控制单元3的IR3205场 效应管的漏极接在太阳能电池板正极，源极接在蓄电池的正极，主控单元2通过升压控制 单元4提供的高压来控制场效应管的门极，就可以达到控制场效应管的开关效果，从而对 蓄电池5进行充电控制。如图2所示，所述控制电路中还设有蓄电池低压检测单元8，蓄电池低压检测单元 采用ΗΤ7044Α-1芯片，ΗΤ7044Α-1芯片的输入脚通过1Ν5819 二极管与蓄电池5相连接，输 出脚通过上拉电阻的方式接到主控单元的单片机上。蓄电池低压检测单元主要用于检测蓄 电池输入电压是否低于5V，从而判断蓄电池是否是坏电池，从而起到保护蓄电池的作用，因 为电源低于5V的话，单片机的AD (模数转换)功能就不准，那么必须加上逻辑的检测元件， 如果蓄电池的电压大于5V，该元件输出高电平说明是正常的电池，如果该元件输出低电平 说明是坏电池，就不要给蓄电池充电，以免造成爆炸或者未知的后果，该元件工作环境温度 为-40 +85度，符合工业级的要求，可以在寒冷和高温的情况下正常检测蓄电池的电压， 从而保证系统稳定运行。如图3、4所示，所述稳压控制单元7采用LM78L05稳压器或ΗΤ7550-1稳压器，蓄 电池5通过稳压控制单元7输出5V电压提供给主控单元2，该部分分为两种情况，一是在
412V的蓄电池情况下，稳压控制单元7采用合泰公司的“HT7550-1”，该元件工作环境温度 为-40 +85度，最高输入电压24V，输出电压误差+_3%，消耗电流< 3uA ；二是在24V的 蓄电池情况下，稳压控制单元7采用常用的“LM78L05”，该元件工作环境温度为-40 +85 度，最高输入电压35V，输出电压误差+-5%，消耗电流< 3mA。通过这两种稳压控制单元7 可以在寒冷和高温的情况下稳定的给单片机提供工作所需的5V工作电压。所述控制电路中还发有负载电流采集单元9，负载电流采集单元9中的采集电流 用的电阻为0. 01欧/5W的水泥电阻。电流采集是采集负载输出的电流，为了防止负载过重， 因超负荷工作引起的负载损坏，就要有信号反映输出电流的大小，使用电阻采集电流是常 用的方法，但是在此还要保证最大在20A的情况下不要在采样电阻上有太多的功率损耗， 以免造成不必要的能量损失，在此经过计算使用0.01欧/5W的水泥电阻采集负载输出是否 超载，在20A的电流情况下的功率是4W，同样减小本身电流消耗。如图5所示，所述升压控制单元4是提供场效应管驱动时所需要的Vgs (门极和源 极的端电压)电压，只要场效应管的Vgs (门极和源极的端电压)电压达到了规格书上所要 求的电压，那么场效应管在做开关功能使用的时候就会达到不发热的效果。升压控制单元4 是将低电压转化为高电压，该电路的控制芯片采用MC33063A，并使用简单的外围元件即可 实现该功能，该控制芯片工作温度-40 +85度，符合工业级的要求，可以在寒冷和高温的 情况下正常提供驱动场效应管所需要的Vgs (门极和源极的端电压)电压，从而保证系统稳 定运行。
权利要求一种太阳能控制器，包括有控制电路，该电路包括主控单元(2)、充电控制单元(3)、升压控制单元(4)、放电控制单元(6)和稳压控制单元(7)，主控单元(2)利用升压控制单元(4)对充电控制单元(3)和放电控制单元(6)进行控制，稳压控制单元(7)为主控单元提供稳定的电源，其特征在于所述充电控制单元(3)和放电控制单元(6)中的开关管采用IR3205场效应管；充电控制单元(3)的电能输入电路中设有两个并联的二极管。
2.根据权利要求1所述的太阳能控制器，其特征在于所述控制电路中还设有蓄电池 低压检测单元(8)，蓄电池低压检测单元(8)采用HT7044A-1芯片，HT7044A-1芯片的输入 脚通过1N5819 二极管与蓄电池(5)相连接，输出脚通过上拉电阻的方式接到主控单元(2) 的单片机上。
3.根据权利要求1所述的太阳能控制器，其特征在于所述控制电路中还设有负载电 流采集单元(9)，负载电流采集单元(9)中的采集电流用的电阻为0.01欧/5W的水泥电阻。
4.根据权利要求1所述的太阳能控制器，其特征在于所述升压控制单元(4)中的控 制芯片采用MC33063A。
5.根据权利要求1所述的太阳能控制器，其特征在于所述稳压控制单元(7)采用 LM78L05稳压器或HT7550-1稳压器。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能控制器，包括有控制电路，控制电路包括有主控单元、充电控制单元、升压控制单元、放电控制单元和稳压控制单元，其特征在于所述充电控制单元和放电控制单元中的开关管采用IR3205场效应管；充电控制单元的电能输入电路中设有两个并联的二极管，该二极管用以当太阳光电池板或蓄电池电极反接时，能有效防止电子元件被烧坏。控制电路中还设有蓄电池低压检测单元和负载电流采集单元，蓄电池低压检测单元采用HT7044A-1芯片，负载电流采集单元中的采集电流用的电阻为0.01欧/5W的水泥电阻。本实用新型具有性能稳定、输出效率高、结构简单和便于操作的特点。
文档编号H02H11/00GK201766534SQ20102051702
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者朱赔晓, 程军杰, 董婉雪 申请人:上海晟普能源科技有限公司