一种太阳能控制器的过充电检测控制电路的制作方法

文档序号:12540833阅读:594来源:国知局

本实用新型涉及太阳能电池充电领域,具体涉及一种太阳能控制器的过充电检测控制电路。



背景技术:

太阳能电池可以设置在房顶等平时不使用的空间,无噪音、寿命长,而且一旦设置完毕就几乎不要需要调整。现在只要将屋顶上布满太阳能电池,就可以实现家中用电的自给。现今太阳能的主要用途已不再是小规模的,从性质上来说,是专业化的。它从军事领域、通信领域到城市建设领域等都起到了重大的作用,例如,在城市中安装太阳能路灯、太阳能交通指示牌,家庭安装的太阳能热水器,有些光照充足的地方甚至用上了太阳能发电机组给电网输电。

太阳能的利用存在着巨大的发展空间,但是太阳能电池所产生的电能不能直接与负载相连,需要将太阳能储存在蓄电池中,然后通过蓄电池对负载供电。然而蓄电池处于饱和状态后,如果不切断天阳能电池的电流供给,继续给蓄电池充电会使电池持续发热,续而损坏蓄电池内部结构,以致减少电池的蓄寿命。

太阳能电池只有白天才能发电,且天气情况比较好的时候才能有好的发电量,如果让电池在用完后再充电,有可能已经是晚上,无法给蓄电池进行充电,或者天气情况不好导致发电量不足,进而影响负载电器的正常工作。

目前的太阳能充电控制器,为了保护蓄电池、防止过充电,在绝大部分的充电控制器,其最基本功能是为当蓄电池饱满时切断充电电流,而检测蓄电池电量和控制续充电的电路结构复杂,无法使其集成在一个很小的控制器内。



技术实现要素:

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题,提供了一种保护蓄电池,且不仅能防止过充电,还能自动判断蓄电池电量进行续充电的太阳能控制器的过充电检测控制电路。

实现上述目的,本实用新型提供了一种太阳能控制器的过充电检测控制电路,包括控制芯片、充放电驱动电路和分压电路,所述充放电驱动电路包括MOS管和三极管,所述MOS管的漏极与太阳能电池板的正极相连,所述MOS管的栅极连接到三极管的集电极,所述三极管的基极连接到控制芯片的输出引脚,所述分压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻,所述控制芯片的触发和重置锁定引脚并在一起后分成两路,一路通过第一电阻与蓄电池的充电正极相连,另一路通过第二电阻连接到地,所述控制芯片的触发引脚与放电引脚之间串联有第三电阻,所述蓄电池的充电正极与三极管的集电极之间还串联有第四电阻,所述太阳能电池板的正极与蓄电池的充电正极之间串联有防反充电的第一二极管,所述控制芯片的控制引脚与地之间串联有电容,所述蓄电池的充电负极、太阳能电池板的负极及MOS管的源极均与地相连。

作为本实用新型的优选技术方案,所述控制芯片的型号为NE555,且所述控制芯片的重置引脚与电源引脚均与控制芯片的工作电源相连。

作为本实用新型的优选技术方案,所述控制芯片的输出引脚与三极管的基极之间还串联有第五电阻。

作为本实用新型的优选技术方案,所述三极管的集电极与MOS管的栅极之间串联有第六电阻。

作为本实用新型的优选技术方案,所述蓄电池的充电正极与负极之间还连接有防蓄电池反接的保护电路,所述保护电路包括保险丝和第二二极管,所述保险丝一端与蓄电池的充电正极相连,所述第二二极管的阴极与保险丝的另一端相连,所述第二二极管的阳极与蓄电池的充电负极相连。

本实用新型的太阳能控制器的过充电检测控制电路可以达到如下有益效果:

本实用新型的太阳能控制器的过充电检测控制电路,通过包括控制芯片、充放电驱动电路和分压电路,所述充放电驱动电路包括MOS管和三极管,所述MOS管的漏极与太阳能电池板的正极相连,所述MOS管的栅极连接到三极管的集电极,所述三极管的基极连接到控制芯片的输出引脚,所述分压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻,所述控制芯片的触发和重置锁定引脚并在一起后分成两路,一路通过第一电阻与蓄电池的充电正极相连,另一路通过第二电阻连接到地,所述控制芯片的触发引脚与放电引脚之间串联有第三电阻,所述蓄电池的充电正极与三极管的集电极之间还串联有第四电阻,所述太阳能电池板的正极与蓄电池的充电正极之间串联有防反充电的第一二极管,所述控制芯片的控制引脚与地之间串联有电容,所述蓄电池的充电负极、太阳能电池板的负极及MOS管的源极均与地相连,使得本实用新型不仅通过控制芯片电路与分压电路实时监测蓄电池的电量,还能根据蓄电池电量控制太阳能电池端对蓄电的充电,及在蓄电池电量饱和后进行电流泄放,能有效的实现对蓄电池的保护,同时能在蓄电池电量低于设定的分压电路的分压比后自动进行续充电,且电路结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,其中:

图1为本实用新型较佳实施例的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型太阳能控制器的过充电检测控制电路提供的一实例的电路结构图,如图1所示,太阳能控制器的过充电检测控制电路包括控制芯片U1、充放电驱动电路和分压电路,所述充放电驱动电路包括MOS管Q2和三极管Q1,所述MOS管Q2的漏极与太阳能电池板的正极相连,所述MOS管Q2的栅极连接到三极管Q1的集电极,所述三极管Q1的基极连接到控制芯片U1的输出引脚,所述分压电路包括相互串联的第一电阻R1和第二电阻R2,所述控制芯片U1的触发和重置锁定引脚并在一起后分成两路,一路通过第一电阻R1与蓄电池的充电正极相连,另一路通过第二电阻R2连接到地,所述控制芯片U1的触发引脚与放电引脚之间串联有第三电阻R3,所述蓄电池的充电正极与三极管Q1的集电极之间还串联有第四电阻R4,所述太阳能电池板的正极与蓄电池的充电正极之间串联有防反充电的第一二极管D1,所述控制芯片U1的控制引脚与地之间串联有电容C1,所述蓄电池的充电负极、太阳能电池板的负极及MOS管Q2的源极均与地相连。

在此需说明的是,图1中的Vout+、 Vout-是指蓄电池的充电正极、充电负极,Vin+、 Vin-是指太阳能电池板的正极、负极。

具体实施中,所述控制芯片U1的型号为NE555,且所述控制芯片U1的重置引脚与电源引脚均与控制芯片U1的工作电源相连,所述控制芯片U1的输出引脚与三极管Q1的基极之间还串联有第五电阻R5,所述三极管Q1的集电极与MOS管Q2的栅极之间串联有第六电阻R6。

具体实施中,作为本实用新型的优选技术方案,所述蓄电池的充电正极与负极之间还连接有防蓄电池反接的保护电路,所述保护电路包括保险丝F1和第二二极管D2,所述保险丝F1一端与蓄电池的充电正极相连,所述第二二极管D2的阴极与保险丝F1的另一端相连,所述第二二极管D2的阳极与蓄电池的充电负极相连。由于第二二极管D2为防反接二极管,这样当蓄电池极性接反时,第二二极管D2导通,使蓄电池通过第二二极管D2并短路放电,产生很大电流快速使保险丝F1烧断,有效起到防蓄电池反接保作用。

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案,下面详述本实用新型的工作过程和使用方法。

型号为NE555的控制芯片U1的引脚说明:

Pin 1接地引脚--地线(或共同接地),通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 触发引脚--这个脚位是触发控制芯片U1使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC,下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 输出引脚--当时间周期开始555的输出脚位,移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。

Pin 4 重置引脚 --一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 控制引脚--这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。

Pin 6 重置锁定引脚-- Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。

Pin 7 放电引脚--这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力,当输出为ON时为LOW,对地为低阻抗,当输出为OFF时为HIGH,对地为高阻抗。

Pin 8 电源引脚--这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。

太阳能电池板的正极接至防反充电的第一二极管D1的正极,第一二极管D1的负极接 12V 蓄电池的正极,所有公共端接地,实现太阳能电池板给蓄电池充电。

过充电检测电路在初始上电时,由于电容C1的作用使控制芯片U1的Pin 2为低电平,Pin 3输出高电平,此时三极管Q1导通,MOS管Q2截止,允许太阳能电池给蓄电池充电。

当蓄电池所充的电压小于 14.4V 时,由第一电阻R1、第二电阻R2组成的串联分压电路送至控制芯片U1的Pin 2和Pin 6电压低于 2 / 3 控制芯片U1的供电电压时,即小于6V,电路维持充电状态;随着充电时间的延长,蓄电池电压逐渐升高,当控制芯片U1的Pin 2和Pin 6的电压高于 2 / 3 控制芯片U1供电电压时,控制芯片U1的Pin 3输出低电平,使三极管Q1截止,而MOS管Q2导通,由于MOS管Q2与地的导通,实现给太阳能电池板泄放电流,停止对蓄电池的充电。

在控制芯片U1的Pin3输出低电平的状态下,其Pin7导通,相当于将第三电阻R3并入电路中。此时电路中通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的分压比可以算出,当蓄电池电压低于设定值 13V 时,电路状态再次翻转,控制芯片U1的Pin3在此输出高电平,允许蓄电池充电。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域熟练技术人员应当理解,这些仅是举例说明,可以对本实施方式做出多种变更或修改,而不背离本实用新型的原理和实质,本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

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