具有自动放电的太阳能空调系统的制作方法

本发明涉及太阳能空调领域，特别涉及一种具有自动放电的太阳能空调系统。

背景技术：

太阳能空调系统由太阳能电池、控制器、蓄电池和变频空调器等部分组成。现有的太阳能空调系统存在如下缺陷：控制器防雷保护措施不力，影响系统安全性能；蓄电池的多个单体蓄电池之间的容量和自放电不可避免的存在不一致的情形，影响蓄电池寿命。

另外，当出现连续的几个阴雨天时，蓄电池的电力不足以维持被供电设备工作的需要，这将会影响被供电设备的正常工作，要解决该问题，可以加大蓄电池和太阳能电池板的容量，但成本会大幅度上升。

传统的放电电路为直接在储能或滤波电容的两端并联一个放电电阻，当电路断开电源时，电容通过放电电阻消耗残留的电荷。由于放电电阻直接并联在电容上，当电路接通电源处于工作状态时，放电电阻一直处于放电状态，消耗电源能量且造成电路发热，特别是高压系统中电源电压较高，放电电阻的阻值较大，其放电时长可从几分钟至十几分钟，这样就可能造成安全隐患，例如检测维修时无法确定该设备是否完全放电，因此实际应用中要求电路余电的放电时间尽可能短。适当减小放电电阻的阻值可以缩短断电时余电放电时间，但消耗功率将增大。因此电阻值越小其消耗功率越大，电阻值越大其放电时间长。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可以有效防雷、提高系统安全性能、蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性、能延长蓄电池的寿命、能提高对蓄电池的充电效率、延长蓄电池的用电时间、能大大缩短放电时间、节约系统能耗的具有自动放电的太阳能空调系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有自动放电的太阳能空调系统，包括太阳能电池、太阳能控制器、蓄电池和变频空调器，所述太阳能控制器包括充电电路、控制电路、防雷电路和放电电路，所述变频空调器包括逆变电路和压缩机，所述太阳能电池与所述充电电路连接，所述充电电路通过所述控制电路与所述放电电路连接，所述充电电路和放电电路还均与所述蓄电池连接，所述控制电路通过所述防雷电路与所述蓄电池连接，所述放电电路还通过所述逆变电路与所述压缩机连接；

所述充电电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十一电容、第十二电容、第十一稳压管、第十一三极管、第十二三极管、第十三MOS管和第十四MOS管，所述第十一三极管的基极与所述第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与所述控制电路连接，所述第十一三极管的发射极连接直流电源，所述第十一三极管的集电极通过所述第十二电阻分别与所述第十一电容的一端和第十三电阻的一端连接，所述第十二三极管的基极分别与所述第十一电容的另一端和第十四电阻的一端连接，所述第十二三极管的集电极分别与所述第十二电容的一端和第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端与所述直流电源连接，所述第十二电容的另一端通过所述第十七电阻分别与所述第十三MOS管的栅极、第十一稳压管的阴极和第十四MOS管的栅极连接，所述第十二三极管的发射极通过所述第十六电阻分别与所述第十三MOS管的源极、第十一稳压管的阳极和第十四MOS管的源极连接，所述第十一稳压管的阳极还与所述第十四电阻的另一端连接，所述第十三电阻的另一端分别与所述第十三MOS管的漏极和所述太阳能电池的负极连接，所述第十四MOS管的漏极与所述蓄电池的负极连接，所述太阳能电池的正极与所述蓄电池的正极连接；

所述放电电路包括第四十一熔断器、第四十一开关、第四十一二极管、第四十一继电器、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五放电电阻、第四十一电容、第四十二电容、第四十三电解电容、第四十一三极管、第四十二三极管、第四十三MOS管、第四十四MOS管、第四十五MOS管、第四十六MOS管、第四十七MOS管和第四十八MOS管，所述第四十一熔断器的一端与所述蓄电池的正极连接，所述第四十一熔断器的另一端通过所述第四十一开关与所述第四十一二极管的阳极连接，所述蓄电池的正极还通过所述第四十一继电器的触点分别与所述第四十三电阻的一端、第四十五放电电阻的一端、第四十三电解电容的一端、第四十三MOS管的漏极、第四十五MOS管的漏极、第四十七MOS管的漏极连接，所述第四十一二极管的阴极通过所述第四十一电阻分别与所述第四十一电容的一端和第四十二电阻的一端连接，所述第四十二电阻的另一端接地，所述第四十一三极管的基极与所述第四十一电容的另一端连接，所述第四十一三极管的集电极分别与所述第四十二电容的一端和第四十三电阻的另一端连接，所述第四十一三极管的发射极通过所述第四十四电阻接地，所述第四十二三极管的基极与所述第四十二电容的另一端接地，所述第四十二三极管的集电极与所述第四十五放电电阻的另一端连接，所述第四十二三极管的发射极接地，所述第四十三电解电容的另一端接地，所述第四十三MOS管的源极与所述第四十四MOS管的漏极连接，所述第四十五MOS管的源极与所述第四十六MOS管的漏极连接，所述第四十七MOS管的源极与所述第四十八MOS管的漏极连接，所述第四十四MOS管的源极、第四十六MOS管的源极和第四十八MOS管的源极均接地，所述第四十一继电器受所述第四十一开关的控制。

在本发明所述的具有自动放电的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十六电阻，所述第四十二三极管的发射极通过所述第四十六电阻接地。

在本发明所述的具有自动放电的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十七电阻，所述第四十三MOS管的源极通过所述第四十七电阻与所述第四十四MOS管的漏极连接。

在本发明所述的具有自动放电的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十八电阻，所述第四十五MOS管的源极通过所述第四十八电阻与所述第四十六MOS管的漏极连接。

在本发明所述的具有自动放电的太阳能空调系统中，所述放电电路还包括第四十九电阻，所述第四十七MOS管的源极通过所述第四十九电阻与所述第四十八MOS管的漏极连接。

在本发明所述的具有自动放电的太阳能空调系统中，所述第四十一三极管和第四十二三极管均为NPN型三极管。

在本发明所述的具有自动放电的太阳能空调系统中，所述第四十三MOS管、第四十四MOS管、第四十五MOS管、第四十六MOS管、第四十七MOS管和第四十八MOS管均为N沟道MOS管。

实施本发明的具有自动放电的太阳能空调系统，具有以下有益效果：由于设有防雷电路，这样就可以有效防雷，提高系统安全性能；另外，蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性，避免了蓄电池发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池的寿命，充电电路的电压损失较传统使用二极管的充电电路降低近一半，提高了太阳能电池对蓄电池的充电效率，充电效率较非PWM高3％-6％，延长了蓄电池的用电时间，放电电路中采用了第四十一开关和第四十一继电器实现了在系统工作时断开第四十五放电电阻，系统断电时将第四十五放电电阻与第四十三电解电容并联，因此第四十五放电电阻可以选用阻值较小的放电电阻，使得该放电电路在系统工作时不消耗电能，减少发热，节约系统能，同时可以使放电时间大大缩短，提高系统的安全性能；所以其可以有效防雷、提高系统安全性能、蓄电池进行充电的同时又可以保证蓄电池的活性、能延长蓄电池的寿命、能提高对蓄电池的充电效率、延长蓄电池的用电时间、能大大缩短放电时间、节约系统能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有自动放电的太阳能空调系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中充电电路的电路原理图；

图3为所述实施例中放电电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明具有自动放电的太阳能空调系统实施例中，该具有自动放电的太阳能空调系统的结构示意图如图1所示。图1中，该具有自动放电的太阳能空调系统包括太阳能电池PV、太阳能控制器1、蓄电池BAT和变频空调器2，其中，太阳能控制器1包括充电电路11、控制电路12、防雷电路14和放电电路13，变频空调器2包括逆变电路21和压缩机22，太阳能电池PV与充电电路11连接，充电电路11通过控制电路12与放电电路13连接，充电电路11和放电电路13还均与蓄电池BAT连接，控制电路12通过防雷电路14与蓄电池BAT连接，放电电路13还通过逆变电路21与压缩机22连接。太阳能电池PV是将太阳的辐射转换为电能，或送往蓄电池BAT中存储起来，或推动变频空调器2工作。太阳能控制器1的作用是控制整个具有自动放电的太阳能空调系统的工作状态，并对蓄电池BAT起到过充电保护和过放电保护的作用。蓄电池BAT的作用是在有光照时将太阳能电池PV所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。变频空调器2作为交流负载，可以方便地调速。

太阳能控制器1通过其防雷电路14可以有效防雷，增强系统的防雷能力，提高系统的安全性能，蓄电池BAT在不损失太阳能转换能量的前提下，提高了蓄电池组3的充电效率及太阳能电源的实际使用效率，蓄电池BAT进行充电的同时又可以保证蓄电池BAT的活性，避免了蓄电池BAT发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池BAT的寿命。

图2为本实施例中充电电路的电路原理图，图2中，充电电路11包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十一电容C11、第十二电容C12、第十一稳压管D11、第十一三极管Q11、第十二三极管Q12、第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14，其中，第十一电容C11和第十二电容C12均为耦合电容，第十一电容C11用于防止第十一三极管Q11和第十二三极管Q12之间的干扰，第十二电容C12用于防止第十二三极管Q12和第十四MOS管Q14之间的干扰，第十六电阻R16为限流电阻，用于进行过流保护。本实施例中，第十一三极管Q11为PNP型三极管，第十二三极管Q12为NPN型三极管，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14均为N沟道MOS管。当然，在本实施例的一些情况下，第十一三极管Q11也可以为NPN型三极管，第十二三极管Q12也可以为PNP型三极管，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14也可以均为P沟道MOS管，但这时充电电路的结构要发生相应的变化。

本实施例中，第十一三极管Q11的基极与第十一电阻的R11一端连接，第十一电阻R11的另一端与控制电路12连接，第十一三极管Q11的发射极连接直流电源VDD(高电平端)，第十一三极管Q11的集电极通过第十二电阻R12分别与第十一电容C11的一端和第十三电阻R13的一端连接，第十二三极管Q12的基极分别与第十一电容C11的另一端和第十四电阻R14的一端连接，第十二三极管Q12的集电极分别与第十二电容C12的一端和第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与直流电源VDD连接，第十二电容C12的另一端通过第十七电阻R17分别与第十三MOS管Q13的栅极、第十一稳压管D11的阴极和第十四MOS管Q14的栅极连接，第十二三极管Q12的发射极通过第十六电阻R16分别与第十三MOS管Q13的源极、第十一稳压管D11的阳极和第十四MOS管Q14的源极连接，第十一稳压管D11的阳极还与第十四电阻R14的另一端连接，第十三电阻R13的另一端分别与第十三MOS管Q13的漏极和太阳能电池的负极PV-连接，第十四MOS管Q14的漏极与蓄电池的负极BAT-连接，太阳能电池的正极PV+与蓄电池的正极BAT+连接。

本实施例中，由控制电路12的PWM控制信号来实现对蓄电池BAT充电的管理。当PWM控制信号为低电平时，第十一三极管Q11和第十二三极管Q12截止，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14在直流电源VDD的作用下，处于导通状态，此时蓄电池的负极BAT-与太阳能电池的负极PV-接通，完成对蓄电池BAT的充电。当PWM控制信号为高电平时，第十一三极管Q11和第十二三极管Q12导通，第十三MOS管Q13和第十四MOS管Q14截止，蓄电池的负极BAT-与太阳能电池的负极PV-断开，蓄电池BAT未充电。该充电电路11与传统的使用快恢复二极管的电路相比，具有更高的充电效率。其提高了太阳能电池PV对蓄电池BAT的充电效率，增加了用电时间。

图3为本实施例中放电电路的电路原理图。图3中，放电电路13包括第四十一熔断器F41、第四十一开关S41、第四十一二极管D41、第四十一继电器J41、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第四十五放电电阻R45、第四十一电容C41、第四十二电容C42、第四十三电解电容C43、第四十一三极管Q41、第四十二三极管Q42、第四十三MOS管Q43、第四十四MOS管Q44、第四十五MOS管Q45、第四十六MOS管Q46、第四十七MOS管Q47和第四十八MOS管Q48，其中，第四十一电容C41和第四十二电容C42均为耦合电容，第四十一电容C41用于防止前端对第四十一三极管的干扰，第四十二电容C42用于防止第四十一三极管Q41和第四十二三极管Q42之间的干扰。第四十四电阻R44为限流电阻，用于过流保护。第四十五放电电阻R45相对于其他电阻，将比其他电阻的阻值小很多。

本实施例中，第四十一三极管Q41和第四十二三极管Q42均为NPN型三极管。第四十三MOS管Q43、第四十四MOS管Q44、第四十五MOS管Q45、第四十六MOS管Q46、第四十七MOS管Q47和第四十八MOS管Q48均为N沟道MOS管。当然，在本实施例的一些情况下，第四十一三极管Q41和第四十二三极管Q42也可以均为PNP型三极管，第四十三MOS管Q43、第四十四MOS管Q44、第四十五MOS管Q45、第四十六MOS管Q46、第四十七MOS管Q47和第四十八MOS管Q48也可以均为P沟道MOS管，但这时放电电路的结构要相应发生变化。

本实施例中，第四十一熔断器F41的一端与蓄电池的正极BAT+连接，第四十一熔断器F41的另一端通过第四十一开关S41与第四十一二极管D41的阳极连接，蓄电池的正极BAT+还通过第四十一继电器J41的触点分别与第四十三电阻R43的一端、第四十五放电电阻R45的一端、第四十三电解电容C43的一端、第四十三MOS管Q43的漏极、第四十五MOS管Q45的漏极、第四十七MOS管Q47的漏极连接，第四十一二极管D41的阴极通过第四十一电阻R41分别与第四十一电容C41的一端和第四十二电阻R42的一端连接，第四十二电阻R42的另一端接地，第四十一三极管Q41的基极与第四十一电容C41的另一端连接，第四十一三极管Q41的集电极分别与第四十二电容C42的一端和第四十三电阻R43的另一端连接，第四十一三极管Q41的发射极通过第四十四电阻R44接地，第四十二三极管Q42的基极与第四十二电容C42的另一端接地，第四十二三极管Q42的集电极与第四十五放电电阻R45的另一端连接，第四十二三极管Q42的发射极接地，第四十三电解电容C43的另一端接地，第四十三MOS管Q43的源极与第四十四MOS管Q44的漏极连接，第四十五MOS管Q45的源极与第四十六MOS管Q46的漏极连接，第四十七MOS管Q47的源极与第四十八MOS管Q48的漏极连接，第四十四MOS管Q44的源极、第四十六MOS管Q46的源极和第四十八MOS管Q48的源极均接地，第四十一继电器J41受第四十一开关S41的控制，也就是说，当第四十一开关S41没有闭合时，第四十一继电器J41也不会闭合，只有在第四十一开关S41闭合后第四十一继电器J41才可能受控闭合。

本实施例中，当闭合第四十一开关S41时，控制电路12上电，控制电路12检测系统的基本参数，若无故障，则控制第四十一继电器J41吸合，也就是第四十一继电器J41受控闭合，蓄电池BAT提供的电源经过第四十一电阻R41和第四十二电阻R42分压，使得第四十一三极管Q41打开，因此第四十二三极管Q42截止，第四十五放电电阻R45与第四十三电解电容C43断开，因此在该放电电路13工作的情况下，第四十五放电电阻R45不消耗电能。当第四十一开关S41断开，第四十一继电器J41受控断开，则蓄电池BAT提供的电源切断，第四十一三极管Q41截止，第四十三电解电容C43上的余电经过第四十三电阻R43将第四十二三极管Q42打开，此时第四十五放电电阻R45与第四十三电解电容C43并联，通过第四十五放电电阻R45和第四十三电解电容C43实现自动放电。

由于放电电路13采用了第四十一开关S41和第四十一继电器J41实现了在系统工作时断开第四十五放电电阻R45，系统断电时将第四十五放电电阻R45与第四十三电解电容C43并联，因此第四十五放电电阻R45可以选用阻值较小的放电电阻，使得该放电电路13在系统工作时不消耗电能，减少发热，节约系统能，同时由于使用阻值较小的放电电阻，可以使放电时间大大缩短，提高系统的安全性能。

本实施例中，该放电电路13还包括第四十六电阻R46，第四十二三极管Q42的发射极通过第四十六电阻R46接地。第四十六电阻R46为限流电阻，用于进行过流保护。

本实施例中，该放电电路13还包括第四十七电阻R47，第四十三MOS管Q43的源极通过第四十七电阻R47与第四十四MOS管Q44的漏极连接。该放电电路13还包括第四十八电阻R48，第四十五MOS管Q45的源极通过第四十八电阻R48与第四十六MOS管Q46的漏极连接。该放电电路13还包括第四十九电阻R49，第四十七MOS管Q47的源极通过第四十九电阻R49与第四十八MOS管Q48的漏极连接。第四十七电阻R47、第四十八电阻R48和第四十九电阻R49均为限流电阻，用于进行过流保护。

总之，本发明由于设有防雷电路14，这样就可以有效防雷，提高系统安全性能；另外，蓄电池BAT进行充电的同时又可以保证蓄电池BAT的活性，避免了蓄电池BAT发生沉积，从而较大程度的延长了蓄电池BAT的寿命，充电电路11的电压损失较传统使用二极管的充电电路降低近一半，提高了太阳能电池PV对蓄电池BAT的充电效率，充电效率较非PWM高3％-6％，延长了蓄电池BAT的用电时间，放电电路13中选用阻值较小的放电电阻，使得该放电电路13在系统工作时不消耗电能，减少发热，节约系统能耗，由于使用阻值较小的放电电阻，同时可以使放电时间大大缩短，提高了系统的安全性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。