本发明涉及太阳能充电技术领域，特别涉及一种太阳能充电控制电路。
背景技术：
随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，人们开始逐渐重视太阳能的应用及开发。太阳能既是一次能源，又是可再生能源，其资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
目前，基于mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)的太阳能充电控制器大多都是基于buck(降压式变换)电路拓扑型的降压型充电控制器，其采用开关管电路对太阳能电池的输出电压进行降压后给蓄电池充电并向负载供电。但是现有的太阳能充电控制器的对于电路的保护做得并不好，特别是在降压部分，开关元件容易出现问题，影响到整个控制器的性能。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足而提供一种具有mppt功能的太阳能充电控制电路，保障太阳能充电控制器的性能。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种具有mppt功能的太阳能充电控制电路，包括：第一电压采集电路、第一电流采集电路、微控制器、降压式变换电路，所述微控制器通过所述第一电压采集电路和第一电流采集电路采集太阳能电池板的输出电压和输出电流，并利用该输出电压值和输出电流值控制所述降压式变换电路跟踪所述太阳能电池板的最大功率点，所述降压式变换电路由2个交替工作的降压单元构成，所述降压单元的控制端通过隔离芯片与所述微控制器连接，所述降压单元由开关管结构、续流二极管结构、储能电感和储能电容组成，所述开关管结构由2个相互并接的驱动电路构成，所述驱动电路包括：第一开关管、第一二极管、第一、第二电阻，所述第一开关管的源极与所述太阳能电池板的正极连接，所述第一开关管的栅极分别与第一、第二电阻的一端、第一二极管的正极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的负极连接，所述第一电阻的另一端作为所述降压单元的控制端通过隔离芯片与所述微控制器连接，所述第二电阻的另一端分别与所述续流二极管结构的一端、所述第一开关管的漏极、所述储能电感的一端连接，所述储能电感的另一端分别与蓄电池的正极、所述储能电容的正极连接，所述储能电容的负极与分别与所述蓄电池的负极、所述续流二极管结构的另一端连接。
进一步，所述续流二极管结构由2个并接的mos管构成，所述mos管的栅极均与其源极连接，所述mos管的漏极分别与所述第一开关管的源极、所述储能电感的一端连接，所述mos管的栅极或源极与所述储能电容的负极连接。
进一步，所述第一电流采集电路包括霍尔电流传感器。
进一步，所述具有mppt功能的太阳能充电控制电路还包括输出保护电路，所述输出保护电路包括：限流电阻、继电器，所述继电器与所述限流电阻串接，所述限流电阻与继电器之间引出电压采集端，所述电压采集端通过电压跟随器与所述微控制器连接。
进一步，所述输出保护电路还设有继电器保护支路，所述继电器保护支路包括场效应管，所述场效应管的漏极和源极分别与所述继电器的触点开关的两端连接。
进一步，所述具有mppt功能的太阳能充电控制电路还包括热敏电阻，所述热敏电阻用于感应蓄电池的表面温度，当热敏电阻感应所述蓄电池的表面温度高于45度时，所述降压式变换电路停止工作。
进一步，所述降压式变换电路与所述太阳能电池板的正极之间设有防倒流二极管。
进一步，所述微处理器的通用i/o口并接bav99双二极管。
进一步，所述隔离芯片为hcpl-3120光耦合器。
进一步，所述储能电感为磁环电感。
本发明的有益效果是：利用2个交替工作的降压单元，从而分担了元件的交错功率，起到均流的作用，防止开关元件被击穿以及热损坏事故的发生，保障太阳能充电控制器的性能。该电路广泛应用于太阳能控制器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是太阳能充电控制电路的电路框架示意图；
图2是第一电压采集电路和第一电流采集电路的电路结构示意图；
图3是降压式变换电路的电路连接示意图；
图4是输出保护电路的电路连接示意图；
图5是辅助电源电路的电路连接示意图；
图6是温度采集电路和热敏电阻的电路连接示意图；
图7是微处理器的通用i/o口与bav99双二极管的连接示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1，参考图1，具有mppt功能的太阳能充电控制电路连接太阳能电池板，所述具有mppt功能的太阳能充电控制电路包括：第一电压采集电路22、第一电流采集电路21、微控制器、降压式变换电路、蓄电池、输出保护电路、隔离芯片、热敏电阻、温度采集电路、辅助电源电路，本实施例采用的stm32系列的微控制器，所述微控制器通过所述第一电压采集电路22和第一电流采集电路21采集太阳能电池板的输出电压和输出电流，并利用集成在微控制器内部的mppt算法来控制所述降压式变换电路，从而实现跟踪太阳能电池板最大功率点的功能。
参考图2，所述第一电压采集电路22由电阻r72、r75，滑动变阻器r73、电容c23构成，所述电阻r72的一端连接太阳能电池板的正极pv+，另一端分别连接电阻r75的一端、滑动变阻器r73的滑动端和一端、电容c23的一端、微处理器的通用i/o口advsun端，所述advsun端配置为模数转换模式，advsun端采集正极pv+的电压，并将该电压转化为数字信号并储存起来。其中，利用滑动电阻器r73可以调节advsun端接收到的电压值，方便研发人员对电路进行调试。
所述第一电流采集电路21包括霍尔电流传感器u1，霍尔电流传感器u1与所述太阳能电池板串接，霍尔电流传感器u1感应太阳能电池板的正极pv+到节点bus+之间的电流i并形成感应电流i，感应电流i通过电阻r1和电容c1形成电压信号传送到微处理器中，其中在电阻r1和电容c1之间引出节点该节点连接微处理器的通用i/o口adisun端，所述adisun端配置为模数转换模式，adisun端将感应电流i转化为数字信号并储存起来，微处理器根据内部的mppt算法和从第一电压采集电路22和第一电流采集电路21得到的数据控制所述降压式变换电路从而实现跟踪太阳能电池板最大功率点的功能，其中mppt算法属于现有技术，本领域技术人员熟知该算法的配置，这里就不对该算法进行详细描述了。
所述降压式变换电路由2个交替工作的降压单元构成；其中，第一降压单元31由第一开关管结构、第一续流二极管结构、第一储能电感l1和第一储能电容组成，所述第一储能电容由电容c3、c14、c15并联而成，所述第一开关管结构由2个并接的驱动电路构成，第一驱动电路311包括：电阻r18、r52、二极管d6、mos管q4，所述mos管q4的栅极分别与所述二极管d6的正极、所述电阻r18、r52的一端连接，所述电阻r18的另一端与所述mos管q4的源极连接，所述电阻r52的另一端与所述二极管d6的负极连接，第二驱动电路312包括：电阻r20、r54、二极管d8、mos管q10，所述第二驱动电路312的电路连接结构与第一驱动电路311的电路连接结构相同，这里就不重复描述了，所述第一驱动电路311与所述第二驱动电路312并接。
所述续流二极管结构由mos管q6、mos管q8构成，所述mos管q6、q8的栅极均与其源极连接，所述mos管q6、q8的漏极并接并连接到并接点c，所述mos管q6、q8的栅极、源极分别对地gnd连接。
第二降压电路32由第二开关管结构、第二续流二极管结构、第二储能电感l3和第二储能电容组成，所述第二开关管结构由mos管q5、q11、二极管d7、d9、电阻r19、r53、r21、r55构成，所述第二续流二极管结构由mos管q7、q9构成，所述第二储能电容由电容c15构成，所述第二降压电路32的连接结构与所述第一降压电路31一样，这里就重复描述了，具体可见图3。作为优化，所述储能电感l1、l3均为磁环电感。
参考图5，为了获得更好的emc(electromagneticcompatibility，电磁兼容性)本充电控制电路设置辅助电源电路，该电路采用多套接地方案，采用型号为uc3843的开关电源驱动芯片u3和变压器t1的配合，将蓄电池的电源端bat+的电压分解为4套15v的电源，分别为：电源+15v、地gnd，电源s+15vb、地vsb，电源s+15va、地vsa，电源vcc15v485、地gnd485。
其中电源s+15vb、地vsb，电源s+15va、地vsa，用在降压式变换电路上，所述微处理器的pwma端、pwmb端分别通过hcpl-3120光耦合器s1、s2与所述第一降压单元31和所述第二降压单元32连接，连接端分别为hda端和hdb端，微处理器内部的mppt算法通过pwma端、pwmb端交替地对所述第一降压单元31和所述第二降压单元32进行脉冲宽度调制从而对太阳能电池板输出的电压进行降压给蓄电池充电。其中，电源s+15vb、地vsb用在hcpl-3120光耦合器s1上，电源s+15va、地vsa用在hcpl-3120光耦合器s2上，由于分开两路15v电源方案，故第一、第二降压单元31、32在交替工作时，并不会互相影响，从而可以得到很好的emc。降压式变换电路在降压的过程中由2个交替工作的降压单元完成，从而分担了开关元件的交错功率，起到均流的作用，防止开关元件被击穿以及热损坏事故的发生，保障太阳能充电控制器的性能。
参考图4，作为优化，所述具有mppt功能的太阳能充电控制电路还包括：输出保护电路，所述输出保护电路包括：限流电阻r2、r56、继电器k2，所述限流电阻r2、r56并联后的一端与所述继电器k2串接，另一端与蓄电池的负极bat-串接，所述继电器k2的3端串接负载端load-，所述限流电阻r2、r56与继电器k2的1端连接，所述继电器k2受微处理器的通用i/o口load-sw2端控制，所述继电器k2的1端与所述限流电阻r2、r56之间引出电压采集端if，当输出保护电路工作时，负载电流i2从蓄电池的正极bat+经过负载端load-、电压采集端if流到蓄电池的负极bat-，所述电压采集端if连接电压跟随器41，所述电压跟随器41由电阻r37、r57、r40、r58、运算放大器u2构成，所述电压采集端if与所述电阻r40的一端连接，所述电阻r40的另一端分别与所述运算放大器u2的同相输入端、电阻r58的一端连接，所述电阻r58的另一端对地连接，所述运算放大器u2的反相输入端分别与所述电阻r37、电阻r57的一端连接，所述电阻r37的另一端对地连接，所述电阻r57的另一端与所述运算放大器u2的输出端连接，所述电压采集端if上的电压信号通过电压跟随器41传输到微处理器的通用i/o口adiboad端上，所述adiboad端通过采集电压采集端if上的电压信号判断负载干路(load-到蓄电池的负极bat-的通路)上的电流i2是否超过设定值，本实施例的设定值为60a，当负载干路上的电流值超过60a时，微处理器控制通用i/o口load-sw2端切断继电器k2的触点开关，从而保护太阳能充电控制电路，防止因高电流输出而损坏太阳能充电控制电路。
作为优化，在上述的输出保护电路上设置继电器保护支路42，所述继电器保护支路42由电阻r3、r4、r59、r35、r42、r41、r29、场效应管q12、三极管q14构成，所述电阻r3、r4的一端均连接所述继电器k2的3端，所述电阻r3、r4的另一端均连接所述场效应管q12的漏极，所述场效应管q12的源极与所述继电器k2的1端连接，所述场效应管q2栅极分别与所述电阻r59的一端、r35的一端连接，所述电阻r59的另一端分别连接三极管q14的集电极、所述电阻r42的一端，所述电阻r42的另一端连接电源+15v，所述电阻r35的另一端分别连接三极管q14的发射极、电阻r29的一端，电阻r29的另一端分别连接电阻r41的一端、三极管q14的基极，所述电阻r41的另一端连接微处理器的通用i/o口load-sw11端，该结构的电路可实现对继电器k2的保护，具有原理为：在需要接通继电器k2(即继电器k2的1端和3端连通)前，微处理器的通用i/o口load-sw11端输出高电平，场效应管q12导通，电流i2通过场效应管q12流到蓄电池的负极bat-，从而保证继电器k2的1端和3端之间的电压差足够底，低的电压差可保护继电器k2的触点，防止触点烧毁。
参考图6，还包括热敏电阻j18，所述热敏电阻j18通过温度采集电路与所述微控制器连接，所述温度采集电路由电阻r69、r33，电容c30、c31、c32、运算放大器u12a构成，所述电阻r69的一端连接+3.3v的电源，另一端分别连接所述热敏电阻j18的一端、电容c30的一端、运算放大器u12a的同相输入端，所述热敏电阻的另一端和所述电容c30的另一端分别对地连接，所述运算放大器u12a反相输入端与其的输出端连接，所述运算放大器u12a的输出端分别与所述电容c31的一端、所述电阻r33的一端连接，所述电阻r33的另一端分别与微处理器的通用i/o口adtbat端、电容c32的一端连接，所述电容c31、c32的另一端分别对地连接。上述以运算放大器u12a为核心构成电压跟随器结构，热敏电阻j18与蓄电池的表面接触，可以感应蓄电池的表面温度，当蓄电池的表面温度高于45度时，热敏电阻j18的阻值改变，运算放大器u12a跟随输出相应的电压，该电压在微处理器处理后，微处理器的通用i/o口pwma端、pwmb端输出低电平，停止降压式变换电路工作，从而保护了蓄电池，防止蓄电池过充。
作为优化，在所述降压式变换电路与所述太阳能电池板的正极pv+之间设有防倒流二极管，所述防倒流二极管由并联的二极管d3、d4构成，所述二极管d3、d4的负极连接所述降压式变换电路，所述二极管d3、d4的正极连接所述阳能电池板的正极pv+，这个结构可以保证电流从太阳能电池板的正极pv+流向所述降压式变换电路。
参考图7，作为优化，所述微处理器的通用i/o口并接bav99双二极管71，bav99双二极管71的引脚1对地gnd连接，所述bav99双二极管71的引脚2接所述微处理器的通用i/o口，所述bav99双二极管71的引脚3接+3.3v电源。这样的设计是出于esd(electro-staticdischarge，静电释放)考虑，防止信号线受到干扰。
需要注意的是，文中提到的：微处理器的通用i/o口adisun端、advsun端、pv-sw端、pwmb端、pwma端、load-sw11端、load-sw2端、adiboad端、adtbat端，其中的标号adisun、advsun、pv-sw、pwmb、pwma、load-sw11、load-sw2、adiboad、adtbat，仅为方便识别的网络标号，并不是指具体的微处理器的具体i/o口的标号，在实施过程中具体采用微处理器的哪个通用i/o口依实际的电路画板走线和微处理器的具体型号封装而定。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。