专利名称：一种太阳能电池充电在线控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池运用领域，尤其是一种太阳能电池充电在线控制系统。
背景技术：
通常用电网电源对蓄电池充电的方法有直通式、脉冲式、恒压式、恒流式等。但在太阳能电池对蓄电池充电的电路中，太阳能光伏电池组件在光照下产生单方向电流，其大小完全取决于即时入射的光照强度，呈现的等效电流源是间断的、随机变化的不稳定电源。 目前太阳能电池一般采用直充模式。太阳能电池对蓄电池进行直通式在线充电，将会出现过充或欠充，造成对蓄电池的损害。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种太阳能电池充电在线控制系统，该太阳能电池充电在线控制系统可以实现在太阳能电池板对蓄电池充电时，对蓄电池的状态在线检测，并由此控制恒流、恒压和涓流充电状态。根据上述目的提出的一种太阳能电池充电在线控制系统，包括开关、开关驱动装置、储能装置、电流传感器、电压传感器和控制系统，所述开关连接太阳能电池板和储能装置，所述储能装置连接一蓄电池并向该蓄电池充电，所述电流传感器连接储能装置和蓄电池，并向控制系统提供电流信号，所述电压传感器连接在蓄电池的输出端，并向控制系统提供电压信号，所述控制系统接受该电流信号和电压信号，并向开关驱动装置提供调制信号， 所述开关驱动装置连接并控制所述开关。可选的，所述控制系统进一步包括充电电流测量模块和电流比较器模块，所述充电电流测量模块连接所述电流传感器，并根据该电流传感器提供的电流信号测量出充电电流值，所述电流比较器模块连接在充电电流测量模块上，并将所述充电电流值与一蓄电池预设充电电流值比较后，输出一电流比较结果。可选的，所述控制系统进一步包括蓄电池电压测量模块、电压比较器模块，所述蓄电池电压测量模块连接所述电压传感器，并根据该电压传感器提供的电压信号测量出蓄电池电压值，所述电压比较器模块连接在蓄电池电压测量模块上，并将所述蓄电池电压值与蓄电池饱和电压值比较后，输出一电压比较结果。可选的，所述控制系统进一步包括脉宽调制输出控制模块，该脉宽调制输出控制模块连接在所述电流比较器或者电压比较器上，根据该电流比较结果或电压比较结果，向所述开关驱动装置输出一脉宽调制信号。可选的，进一步包括计时器，连接在所述脉宽调制输出控制模块上。可选的，所述开关为MOS管开关。可选的，所述储能装置为电感储能装置。
3[0012]
以下结合附图以具体实施例对本实用新型做详细说明。
图1是本实用新型的太阳能电池充电在线控制系统的模块示意图；图2是本实用新型的控制系统的内部结构图。
具体实施方式
请参见图1，图1是本实用新型的太阳能电池充电在线控制系统的模块示意图。如图所示，本实用新型的太阳能电池充电在线控制系统20连接在太阳能电池板10和蓄电池 30之间，包括开关22、开关驱动装置沈、储能装置23、电流传感器24、电压传感器25和控制系统21。所述开关22连接太阳能电池板10和储能装置23，所述储能装置23连接一蓄电池30并向该蓄电池30充电，所述电流传感器M连接储能装置23和蓄电池30，并向控制系统21提供电流信号，所述电压传感器25连接在蓄电池30的输出端，并向控制系统提供电压信号，所述控制系统21接受该电流信号和电压信号，并向开关驱动装置沈提供调制信号，所述开关驱动装置26连接并控制所述开关22。所述开关22具体的为一 MOS管开关，该开关22主要控制太阳能电池板的输出电压和输出电流。所述储能装置23具体的为一电感储能装置，该电感储能装置可以在太阳能电池板受环境影响而输出发生变化时，稳定对蓄电池30的充电电流和电压，使蓄电池30接受恒压、恒流的充电环境。所述电流传感器M检测蓄电池30的充电电流，并将检测到的电流信号传输给控制系统21。所述电压传感器25检测蓄电池30的放电电压，并将检测到的电压信号传输给控制系统21。请参见图2，图2是本实用新型的控制系统21的内部结构图。如图所示，控制系统 21进一步包括充电电流测量模块211、电流比较器模块213、蓄电池电压测量模块214、电压比较器模块216以及脉宽调制输出控制模块217，所述充电电流测量模块211连接所述电流传感器，并根据该电流传感器提供的电流信号测量出充电电流值，所述电流比较器模块213 连接在充电电流测量模块211上，并将所述充电电流值与一蓄电池预设充电电流值212比较后，输出一电流比较结果。所述蓄电池电压测量模块214连接所述电压传感器，并根据该电压传感器提供的电压信号测量出蓄电池电压值，所述电压比较器模块216连接在蓄电池电压测量模块上 214，并将所述蓄电池电压值与蓄电池饱和电压值215比较后，输出一电压比较结果。所述脉宽调制输出控制模块217连接在所述电流比较器213或者电压比较器上 216上，根据该电流比较结果或电压比较结果，向所述开关驱动装置输出一脉宽调制信号。进一步的，该控制系统21还包括一计时器218，连接在该脉宽调制输出控制模块 217上，该计时器218用以控制涓流充电状态下的充电时间，以确保蓄电池30能被充电到 100%。进一步的，该太阳能电池充电在线控制系统还可以设置一个报警装置(图中未示出)，该报警装置在控制系统检测出异常时，发出报警信号，提醒人员进行适当操作，以修复该异常。本实用新型的太阳能电池充电在线控制系统的主要特点如下[0023]使用控制系统，通过实时检测电池电压和充电电流并根据预设的充电电流和电压来调整单片机发出脉宽调制信号(PWM)，依此来控制充电状态。通过控制对蓄电池的恒压、恒流和涓流充电使得蓄电池工作在最佳状态，确保不出现过冲过放现象，当电池电压低于设定的电压时，调整PWM输出，使得充电电流达到预设的充电电流值，当电池电压达到设定电压时能量只有80%，此时调整PWM，保持电池电压不变，充电电流会缓慢减小直到充电电流小于设定的充电电流为止，之后转入涓流充电以小电流对电池进行固定时间(如30分钟)的充电，使电池电量达到100%。在电池放电时实时监测电池电压，电池电压低于设定值时发出报警，提醒用户，防止电池过放而损坏。由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神， 而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的权利要求范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的权利要求的范围内。
权利要求1.一种太阳能电池充电在线控制系统，设置在太阳能电池板和蓄电池之间，其特征在于，包括开关、开关驱动装置、储能装置、电流传感器、电压传感器和控制系统，所述开关连接太阳能电池板和储能装置，所述储能装置连接一蓄电池并向该蓄电池充电，所述电流传感器连接储能装置和蓄电池，并向控制系统提供电流信号，所述电压传感器连接在蓄电池的输出端，并向控制系统提供电压信号，所述控制系统接受该电流信号和电压信号，并向开关驱动装置提供调制信号，所述开关驱动装置连接并控制所述开关。
2.如权利要求1所述的太阳能电池充电在线控制系统，其特征在于所述控制系统进一步包括充电电流测量模块和电流比较器模块，所述充电电流测量模块连接所述电流传感器，并根据该电流传感器提供的电流信号测量出充电电流值，所述电流比较器模块连接在充电电流测量模块上，并将所述充电电流值与一蓄电池预设充电电流值比较后，输出一电流比较结果。
3.如权利要求1所述的太阳能电池充电在线控制系统，其特征在于所述控制系统进一步包括蓄电池电压测量模块、电压比较器模块，所述蓄电池电压测量模块连接所述电压传感器，并根据该电压传感器提供的电压信号测量出蓄电池电压值，所述电压比较器模块连接在蓄电池电压测量模块上，并将所述蓄电池电压值与蓄电池饱和电压值比较后，输出一电压比较结果。
4.如权利要求2或3所述的太阳能电池充电在线控制系统，其特征在于所述控制系统进一步包括脉宽调制输出控制模块，该脉宽调制输出控制模块连接在所述电流比较器或者电压比较器上，根据该电流比较结果或电压比较结果，向所述开关驱动装置输出一脉宽调制信号。
5.如权利要求4所述的太阳能电池充电在线控制系统，其特征在于进一步包括计时器，连接在所述脉宽调制输出控制模块上。
6.如权利要求1所述的太阳能电池充电在线控制系统，其特征在于所述开关为MOS管开关。
7.如权利要求1所述的太阳能电池充电在线控制系统，其特征在于所述储能装置为电感储能装置。
专利摘要一种太阳能电池充电在线控制系统，设置在太阳能电池板和蓄电池之间，包括开关、开关驱动装置、储能装置、电流传感器、电压传感器和控制系统，所述开关连接太阳能电池板和储能装置，所述储能装置连接一蓄电池并向该蓄电池充电，所述电流传感器连接储能装置和蓄电池，并向控制系统提供电流信号，所述电压传感器连接在蓄电池的输出端，并向控制系统提供电压信号，所述控制系统接受该电流信号和电压信号，并向开关驱动装置提供调制信号，所述开关驱动装置连接并控制所述开关。通过控制对蓄电池的恒压、恒流和涓流充电使得蓄电池工作在最佳状态。
文档编号H02J7/00GK202206164SQ20112035109
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者何建龙, 张晓俊, 智永军, 陶智 申请人:苏州大学