一种可双向充电的mppt光伏充电控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能充电控制器的拓扑电路，具体是一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路。
【背景技术】
[0002]由于太阳能电池板的输出特性受外界因素影响较大，主要受光照强度和温度等环境的影响，最大功率点(输出电压与输出电流的乘积)经常会发生变化。MPPT控制器目的是为了提高发电系统效率，力求根据不同的条件来实时调整系统参数，使太阳能电池板时刻工作在最大工作功率点附近。MPPT充电控制器是传统PWM充电控制的升级替代产品。
[0003]图1是现有的市场上应用最广的降压MPPT控制器的拓扑图，要求太阳能板的最大工作点电压较蓄电池电压要高。PV代表太阳能板，BAT代表蓄电池。Ml是防止蓄电池在夜间通过太阳能板放电，同时也在太阳能板接反时起到保护CAPl电容的作用，M2是主开关管，Dl是续流二极管，L2是降压电感，M3是低电压侧的蓄电池接反后起保护作用，CAP2是输出滤波电感，BAT是储能的蓄电池，通过采集RESl上流过电流和蓄电池电压的太小来判断太阳能板是否工作在最大工作点。
[0004]图2是现有的市场上应用最广的升压MPPT控制器的拓扑图，要求太阳能板的最大工作点电压较蓄电池电压要低。PV代表太阳能板，BAT代表蓄电池。W43是防止蓄电池在夜间通过太阳能板放电，同时也在太阳能板接反时起到保护CAP42电容的作用，W42是主开关管，D41是升压二极管，L20是升压电感，W41是低电压侧的蓄电池接反后起保护作用，CAP42是输出滤波电感，BAT是储能的蓄电池，通过采集RES21上流过电流和蓄电池电压的太小来判断太阳能板是否工作在最大工作点。
[0005]现有方案有以下缺陷:现有的控制器升压和降压MPPT充电是不同的控制拓扑，限制了使用的灵活性；现在的拓扑大多采用二极管升压或是续流，这样就限制了太阳能板和蓄电池的电压差别不能太大，否则会发热较大，从而影响效率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种扩展性好、效率高的可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，包括高电压侧AUg电压侧B1、升降压模块、控制及显示部分、太阳能板和蓄电池，所述升降压模块分别连接高电压侧Al、低电压侧B1、控制及显示部分，所述太阳能板和蓄电池分别连接在高电压侧Al上或低电压侧BI上，所述升降压模块包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第二电容C2和电感LI，所述高电压侧Al的正极连接第一场效应管Ql的源极，第一场效应管Ql的漏极通过第一电阻Rl分别连接第一电容Cl和第二场效应管Q2的漏极，第一电容Cl另一端分别连接高电压侧Al的负极、第四场效应管Q4的漏极和低电压侧BI的负极，第二场效应管Q2的源极分别连接电感LI和第三场效应管Q3的漏极，第三场效应管Q3的源极分别连接第四场效应管Q4的源极和第二电容C2，电感LI另一端分别连接第二电容C2另一端和和第二电阻R2，第二电阻R2另一端连接低电压侧BI的正极。
[0009]作为本发明再进一步的方案:所述太阳能板电压低于蓄电池电压时，太阳能板连接在低电压侧BI上，蓄电池连接在高电压侧Al上，同时在控制及显示部分中将蓄电池对应的开关调整到高电压端；太阳能板电压高于蓄电池电压时，太阳能板连接在高电压侧Al上，蓄电池连接在低电压侧BI上。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0011]本发明采用第二场效应管Q2和第三场效应管Q3进行续流和整流，相对于传统的采用二极管续流和整流，扩大了太阳能板和蓄电池之间的压差范围，同时也会使发热减少，有利于减少发热，提高效率。在升降压模块的高电压一端连接太阳能板和蓄电池间电压较高者，低电压侧连接太阳能板或蓄电池间电压较低者，系统自动选择工作在降压充电模式还是升压充电模式，极大的方便了工程安装。
【附图说明】
[0012]图1是现有的市场上应用最广的降压MPPT控制器的拓扑图。
[0013]图2是现有的市场上应用最广的升压MPPT控制器的拓扑图。
[0014]图3是本发明的系统框图。
[0015]图4是本发明中升降压模块的电路连接图。
[0016]图5是本发明中电池板电压大于蓄电池电压时的连接方法示意图。
[0017]图6是本发明中电池板电压小于蓄电池电压时的连接方法示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0019]请参阅图3-4，一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，包括高电压侧Al、低电压侧B1、升降压模块、控制及显示部分、太阳能板和蓄电池，所述升降压模块分别连接高电压侧Al、低电压侧B1、控制及显示部分，所述太阳能板和蓄电池分别连接在高电压侧Al上或低电压侧BI上，所述升降压模块包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第二电容C2和电感LI，所述高电压侧Al的正极连接第一场效应管Ql的源极，第一场效应管Ql的漏极通过第一电阻Rl分别连接第一电容Cl和第二场效应管Q2的漏极，第一电容Cl另一端分别连接高电压侧Al的负极、第四场效应管Q4的漏极和低电压侧BI的负极，第二场效应管Q2的源极分别连接电感LI和第三场效应管Q3的漏极，第三场效应管Q3的源极分别连接第四场效应管Q4的源极和第二电容C2，电感LI另一端分别连接第二电容C2另一端和和第二电阻R2，第二电阻R2另一端连接低电压侧BI的正极。
[0020]所述太阳能板电压低于蓄电池电压时，太阳能板连接在低电压侧BI上，蓄电池连接在高电压侧Al上，同时在控制及显示部分中将蓄电池对应的开关调整到高电压端；太阳能板电压高于蓄电池电压时，太阳能板连接在高电压侧Al上，蓄电池连接在低电压侧BI上。
[0021]请参阅图5-6，当太阳能板电压比蓄电池电压高时，太阳能板接在高电压侧Al，电路工作在同步降压电路控制模式，电感电流方向从I端到2端，第一场效应管Ql防止夜晚蓄电池电流通过太阳能板反流，同时当太阳能板反接时也起到保护第一电容Cl的作用，升降压模块通过控制第二场效应管Q2和第三场效应管Q3的开通/关断以及电感LI的充电/放电，使第一电容Cl上的电压是太阳能板的最大工作点电压，从而使接在低电压侧BI的蓄电池得到最多的充电。
[0022]当太阳能板电压低于蓄电池电压时，蓄电池接在高电压侧，电路工作在同步升压电路控制模式，电感电流方向从2端到I端，第一场效应管Ql防止蓄电池反接对第一电容Cl的损坏，升降压模块通过控制第二场效应管Q2、第三场效应管Q3的开通/关断以及电感LI的充电/放电，使第二电容C2上的电压是太阳能板的最大工作点电压。
[0023]本发明采用第二场效应管Q2和第三场效应管Q3进行续流和整流，相对于传统的采用二极管续流和整流，扩大了太阳能板和蓄电池之间的压差范围，同时也会使发热减少，有利于减少发热，提高效率。在升降压模块的高电压一端连接太阳能板和蓄电池间电压较高者，低电压侧连接太阳能板或蓄电池间电压较低者，系统自动选择工作在降压充电模式还是升压充电模式，极大的方便了工程安装。
[0024]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，包括高电压侧Al、低电压侧B1、升降压模块、控制及显示部分、太阳能板和蓄电池，其特征在于，所述升降压模块分别连接高电压侦U Al、低电压侧B1、控制及显示部分，所述太阳能板和蓄电池分别连接在高电压侧Al上或低电压侧BI上，所述升降压模块包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl、第二电容C2和电感LI，所述高电压侧Al的正极连接第一场效应管Ql的源极，第一场效应管Ql的漏极通过第一电阻Rl分别连接第一电容Cl和第二场效应管Q2的漏极，第一电容Cl另一端分别连接高电压侧Al的负极、第四场效应管Q4的漏极和低电压侧BI的负极，第二场效应管Q2的源极分别连接电感LI和第三场效应管Q3的漏极，第三场效应管Q3的源极分别连接第四场效应管Q4的源极和第二电容C2，电感LI另一端分别连接第二电容C2另一端和和第二电阻R2，第二电阻R2另一端连接低电压侧BI的正极。2.根据权利要求1所述的可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，其特征在于，所述太阳能板电压低于蓄电池电压时，太阳能板连接在低电压侧BI上，蓄电池连接在高电压侧Al上，同时在控制及显示部分中将蓄电池对应的开关调整到高电压端；太阳能板电压高于蓄电池电压时，太阳能板连接在高电压侧Al上，蓄电池连接在低电压侧BI上。
【专利摘要】本发明公开了一种可双向充电的MPPT光伏充电控制电路，包括高电压侧A1、低电压侧B1、升降压模块、控制及显示部分、太阳能板和蓄电池，升降压模块分别连接高电压侧A1、低电压侧B1、控制及显示部分，太阳能板和蓄电池分别连接在高电压侧A1上或低电压侧B1上，升降压模块包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和电感L1。本发明采用第二场效应管Q2和第三场效应管Q3进行续流和整流，相对于传统的采用二极管续流和整流，扩大了太阳能板和蓄电池之间的压差范围，同时也会使发热减少，有利于减少发热，提高效率。
【IPC分类】H02J7/00, H02S40/30
【公开号】CN104883120
【申请号】CN201510012271
【发明人】王兴庆, 彭彪, 冉晓鹏, 谷朝栋
【申请人】深圳硕日新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月12日