一种智能电源控制器的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，具体地，涉及一种智能电源控制器。

背景技术：

太阳能作为一种洁净能源，是目前已知的可供人类使用最丰富的能源，基本可以说是取之不尽，用之不竭。在地球上任何角落都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。正因如此，市面上出现了很多和太阳能相关的产品，包括太阳能空调，太阳能水泵，太阳能路灯等等。但太阳能也有其天生的缺陷：不稳定。

正因如此，用电设备基本不能直接使用太阳能。所有的太阳能产品可分为两大类，一类是完全使用太阳能，该类产品需要加装一块蓄电池进行储电，同时由蓄电池进行稳压和补充才能保证设备正常工作(图1)。而蓄电池的大小又取决于天气的好坏，如果以最坏的情况估算则电池的容量需要很大而且费用很高。另一类太阳能设备，设备本身是交流电设备，但内置了太阳能控制器和逆变功能，其将输入的太阳能直流电逆变成交流电，然后并联到用电设备的电网上，从而减少电网的耗电(图2)。但该类设备目前品牌力不足，因为是小众市场应用，所以暂时无知名品牌加入，这样用户选择的余地非常有限，而且市电一旦波动较大，也会直接损坏用电设备。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能电源控制器。

根据本发明提供的一种智能电源控制器，所述智能电源控制器包括：

太阳能电处理电路：连接太阳能电池，对输入的直流电进行升压后转换成交流电输出；

交流电处理电路：连接市电，对输入的交流电进行升压或降压后输出；以及，通过对输入的交流电进行滤波整流为直流电，再经过降压后输出；

数字信号处理器：连接所述太阳能电处理电路和所述交流电处理电路，控制所述太阳能电处理电路和所述交流电处理电路开启或关闭。

较佳的，所述数字信号处理器包括：pv输入采样端、ac输入采样端、交流输出采样端以及多个控制端。

较佳的，还包括交流输出电路和直流输出电路，所述交流输出电路与所述交流输出采样端连接；

所述交流输出电路包括两个输入端，分别与所述太阳能电处理电路的交流输出端、所述交流电处理电路的交流输出端连接；

所述直流输出电路的输入端与所述交流电处理电路的直流输出端连接，所述直流输出电路包括两个输出端，第一输出端通过dc-ac逆变电路连接所述交流电处理电路的交流输出端。

较佳的，所述太阳能电处理电路包括依次串联的：pv输入端、emc电路、mppt升压电路、dc-ac逆变电路以及保护电路；

所述pv输入端与所述pv输入采样端连接，所述mppt升压电路、所述dc-ac逆变电路以及所述保护电路分别与一个所述控制端连接，所述保护电路与所述交流输出电路的一个输入端连接。

较佳的，所述交流电处理电路包括依次串联的：ac输入端、emc电路、电压调节电路、取样电路以及第一保护电路，以及，依次与所述emc电路串联的：整流滤波电路、降压电路以及第二保护电路；

所述ac输入端与所述ac输入采样端连接，所述电压调节电路、所述取样电路、所述第一保护电路、所述整流滤波电路以及所述降压电路分别与一个所述控制端连接，所述第一保护电路与所述交流输出电路的一个输入端连接，所述第二保护电路与所述直流输出电路的输入端连接。

较佳的，在需要所述交流输出电路输出时，所述数字信号处理器控制所述太阳能电处理电路和所述交流电处理电路中的一路开启，或同时开启。

较佳的，在同时开启时，所述数字信号处理器控制所述太阳能电处理电路和所述交流电处理电路中的一路优先输出，另一路补偿输出。

较佳的，所述直流输出电路的第二输出端连接电池，所述数字信号处理器控制所述dc-ac逆变电路开启，所述电池输出的直流电经过所述dc-ac逆变电路转换成交流电接入所述交流电处理电路的交流输出端进行输出。

较佳的，所述数字信号处理器对所述交流电处理电路进行定时开启或断开。

较佳的，所述数字信号处理器在低电价时段开启所述交流电处理电路。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明可串接于任何用电器和交直流电源之间，即可实现太阳能和市电互补为用电器供电。用电器用电过程中均优先使用太阳能资源，不够部分由市电进行补充，最终达到最大化利用太阳能的目的。因控制器本身只单纯管理用电设备的电源供给，不参与用电设备内部控制，所以末端用电设备不受品牌限制，同时又因为该控制器是一个独立的模块，所以针对有意使用太阳能资源的新装用户或改装用户都很方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种现有太阳能设备的结构示意图；

图2为另一种现有太阳能设备的结构示意图；

图3为本发明在应用时的连接示意图；

图4为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图3和图4所示，本发明提供的一种智能电源控制器，智能电源控制器包括：

太阳能电处理电路：连接太阳能电池，对输入的直流电进行升压后转换成交流电输出；

交流电处理电路：连接市电，对输入的交流电进行升压或降压后输出；以及，通过对输入的交流电进行滤波整流为直流电，再经过降压后输出；

数字信号处理器(dsp)：连接太阳能电处理电路和交流电处理电路，控制太阳能电处理电路和交流电处理电路开启或关闭。数字信号处理器包括：pv输入采样端、ac输入采样端、交流输出采样端以及多个控制端。

智能电源控制器还包括交流输出电路和直流输出电路，交流输出电路与交流输出采样端连接；交流输出电路包括两个输入端，分别与太阳能电处理电路的交流输出端、交流电处理电路的交流输出端连接；直流输出电路的输入端与交流电处理电路的直流输出端连接，直流输出电路包括两个输出端，第一输出端通过dc-ac逆变电路连接交流电处理电路的交流输出端。

太阳能电处理电路包括依次串联的：pv输入端、emc电路、mppt升压电路、dc-ac逆变电路以及保护电路；pv输入端与pv输入采样端连接，mppt升压电路、dc-ac逆变电路以及保护电路分别与一个控制端连接，保护电路与交流输出电路的一个输入端连接。

交流电处理电路包括依次串联的：ac输入端、emc电路、电压调节电路、取样电路以及第一保护电路，以及，依次与emc电路串联的：整流滤波电路、降压电路以及第二保护电路；ac输入端与ac输入采样端连接，电压调节电路、取样电路、第一保护电路、整流滤波电路以及降压电路分别与一个控制端连接，第一保护电路与交流输出电路的一个输入端连接，第二保护电路与直流输出电路的输入端连接。

a.太阳能电池输入的直流电(pv+，pv-)经emc电路处理后，再经mttp升压电路变成高压直流电，高压直流电经逆变电路(dc转ac)后输出交流电。

b.交流电经emc电路处理后，再经电压调整模块(ac-ac)处理(如果输入电压低于或高于需要输出电压，则电压调整模块对输入电压进行升压或降压再稳压操作)，保证输出稳定的交流电，最后经保护电路后输出交流电。

c.当需要直流(dc)输出时，如果只有太阳能输入无交流电输入，则太阳能电池输入的直流电(pv+，pv-)经emc电路处理后，再经mttp升压电路变成高压直流电，高压直流电再进行降压处理(dc-dc)，最后经保护电路后输出稳定直流电。

d.当需要直流(dc)输出时，如果只有交流输入无直流电输入，则交流电经emc电路处理后，再经滤波整流电路(ac-dc)处理，再经降压电路(dc-dc)处理，最后经保护电路后输出稳定直流电。

e.当dc输出端作为dc输入(接电池情况下)端时，如果需要消耗dc输出端的电，则dc输出端的直流电经逆变电路(dc-ac)和保护电路后，直接输出稳定的交流电。

f.dsp可根据设定需要，控制允许同时输入太阳能直流电和交流电共同生成稳定的交流电，而且可控制以太阳输入或交流电输入某一路优先，另一路补偿。

g.dsp可根据设定需要，控制允许同时输入太阳能直流电和电池输入共同生成稳定的交流电，而且可控制以太阳输入或电池输入某一路优先，另一路补偿。

h.dsp可根据设定需要，控制允许同时输入交流电和电池输入共同生成稳定的交流电，而且可控制以交流电输入或电池输入某一路优先，另一路补偿。

f.数字信号处理器对交流电处理电路进行定时开启或断开。例如，在低电价时段开启交流电处理电路。

dsp包含通讯接口，第三方设备或软件可通过任意接口实现对控制器的远程监控。

当太阳能丰富时，智能电源控制器如果有接电池，太阳能电池输出的直流电经emc电路处理后，再经mttp升压电路变成高压直流电，高压直流电经逆变电路(dc转ac)后输出交流电，该交流电和经稳压的市电交流电并网组成稳定交流电供负载使用。同时多余的直流电经降压后给电池进行充电存储。智能电源控制器如果没有接电池，即使有多余的太阳能，智能电源控制器也只根据负载需求多少，产生对应量的交流电。

当太阳能不足时，智能电源控制器如果有接电池，交流负载用电可用电池放电进行补充或由市电进行补充，智能电源控制器内部会自动调节太阳能电池，电池组和市电的用电比例。基本用电顺序为，太阳能的电全用，可根据客户设定在太阳能不足时，优先使用电池或者市电进行补充。控制器如果没有接电池，则交流负载用电不足部分由市电补充。智能电源控制器内部会自动调节太阳能电池和市电的用电比例，以太阳能优先原则。

当完全没有太阳能时，智能电源控制器如果有接电池，可根据用户设定需要，先用电池对负载进行供电，或直接由市电进行供电，如果选择先用电池供电，则在电池未达到低电压保护点时，系统负载都用电池供电，当电池电量过低时，则市电为负载供电，同时亦可根据客户需要在直接为负载用市电供电时，是否需要同时为电池组充电。控制器如果没有接电池，则市电经emc和整流滤波成稳定的直流电后，再经逆变电路(dc转ac)输出稳定交流电供负载使用。

智能电源控制器在不接电池的时候，dc输出点可选择输出dc24v或dc48v直供直流负载使用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。