专利名称：一种太阳能电源残余电能收集电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电源残余电能收集技术，还涉及电压比较及控制电路，特别涉 及以法拉电容在太阳能光伏电池板输出电压低于电容电压时，对太阳能光伏电池残余电路 的收集。
背景技术：
随着全球能源的紧张，太阳能电池得到广 泛的研究与发展。太阳能光伏电池在低 照度时发出的电能，是不能应用的，必须通过太阳能电源残余电能收集技术，将电能进行收集。一直以来，太阳能光伏发电技术存在着投资大、发电效率低(回收率一般在20% 以下)等原因，造成发电成本高。本专利技术的提出正是基于以上原因，其主要原理是，在 太阳能电池正常发电时，采用的电能收集技术，而在低照度时，采用本专利技术，将太阳能 电池发出的电能的残余电能进行回收。本发明能在现有设备的基础上提高太阳能光伏发电 的发电效率，降低其发电成本。
发明内容
为解决上述现有技术的不足之处，本发明提出了一种太阳能电源残余电能收集电 路，该发明创造可以对光强较弱时太阳能电池输出的残余电能进行收集。实现本发明太阳能电源残余电能收集技术方案原理为①太阳能光伏电池板(1) 正常工作时，电压比较及控制电路(5)控制开关K闭合，太阳能光伏电池板⑴输出电能经 过开关继电器K，隔离二极管D及PWM电路中的Q对负载供电或对蓄电池组充电；②在光强 较弱时，电容C电压高于太阳能光伏电池板(1)输出电压，电压比较及控制电路(5)控制开 关K断开，超级电容组(2)接入太阳能光伏电池板(1)，对太阳能光伏电池板(1)的残余电 能进行收集，当超级电容组(2)电压升高到太阳能光伏电池板(1)电压时，电压比较及控制 电路(5)启动Boost升压电路(3)，对超级电容组⑵收集的电能进行收集，提高太阳能光 伏电池板(1)的发电效率。为了实现本发明，采用的技术方案为一种太阳能电源残余电能收集电路包括连 接电路中正极的继电器K，连接于继电器K(常闭触点)与电路负极超级电容组(2)，连接于 超级电容组⑵负极之间的Boost升压电路(3)与电压比较及控制电路(5)及用于隔离的 二极管D，所述电路还包括所述的太阳能光伏电池板⑴正端连接继电器K的公共端，负端连接于电路残余 电能收集电路的负端，继电器开关K用于电路工作转台转换；所述的超级电容组(2)连接到继电器K的(常闭触点)用于太阳能光伏电池板 (1)发出的残余电能的收集；所述的Boost升压电路(3)分别连接于超级电容组(2)、电容C及电压比较及控制 电路(5)，电压比较及控制电路(5)控制Boost升压电路(3)，将超级电容组(2)中收集的太阳能光伏电池板(1)发出的残余电能收集到电容C;所述的负载或蓄电池组(4)，连接于PWM控制电路，通过PWM控制电路将电容C中 的电能收集到蓄电池内，或用于负载；所述的电压比较及控制电路(5)连接于超级电容组(2)，电容C、Boost升压电路 (3)及继电器K，当电压比较及控制电路(5)检测到太阳能光伏电池板⑴的输出电压低于 电容C的电压时，继电器K断开，继电器K的常闭触点闭合，太阳能光伏电池板⑴发出的 残余电能经继电器(常闭触点)K流入超级电容组(2)，实现对残余电能的收集；在电能收 集的过程中超级电容组(2)电压将升高，当超级电容组(2)电压升高到设定值时，电压比较 及控制电路(5)启动Boost升压电路(3)，将超级电容收集到的电能收集到电容C内，实现 残余电能的电路收集。上述所述的超级电容组(2)至少包括一只以上的超级电容，通过串联、并联的组 合接于继电器K的(常闭触点)后与太阳能光伏电池板(1)负端之间，接入的电容电压高 于太阳能光伏电池板(1)电压。上述所述的电压比较及控制电路(5)控制电路包括两路电压比较 电路(6) (7)，其 中电压比较电路(6)连接于太阳能光伏电池组和电容C;比较电路(7)连接于超级电容组 (2)与电压设定端，驱动电路输入端连接于电压比较电路(6) (7)的输入端，输出端连接于 继电器K线圈与Boost升压电路(3)。上述所述的驱动及控制电路⑶包括继电器驱动电路，Boost升压电路的驱动电 路。上述所述的电路输入端正极连接继电器K的公共端，通过继电器K及隔离二极管 D连接于太阳能光伏电池板(1)。上述所述的开关器件继电器K，包括GTR、MOS管、IGBT、继电器等用于开关切换的 器件的一种元件。本发明其优越性在于在现有设备的基础上，提高太阳能光复发电的发电效率，降 低其发电成本。
图1为本发明的电路原理图；图2为本发明的Boost升压电路图；图3为本发明的电压比较及控制电路图。
具体实施例方式下面结合附图进行详细说明如图1太阳能光伏电池板(1)正端连接继电器K的公共端，负端连接于电路残余 电能收集电路的负端；继电器K(常开触点)连接于隔离二极管D，继电器(常闭触点)K连 接于超级电容组(2)，继电器K用于残余电能收集电路的切换开关，太阳能光伏电池板(1) 正常发电时，继电器K闭合，电能经继电器K，隔离二极管D送到电容C ；而当太阳能光伏电 池板⑴非正常工作时(电压低于电容C)，继电器K断开，太阳能光伏电池板⑴发出的 残余电能经(常闭触点)继电器K开关，由超级电容组⑵进行收集，超级电容组(2)连于Boost升压电路(3)和电压比较及控制电路(5)，当电压比较及控制电路(5)到超级电容组 (2)电压升高到设定值后，电压比较及控制电路(5)启动Boost升压电路(3)，将超级电容 组⑵中收集到的电能送到电容C，实现残余电能的收集。所述的电压比较及控制电路(5)通过检测电容C电压及太阳能光伏电池板(1)输 入电压，确定继电器开关K的开关状态；当电容C电压低于太阳能光伏电池板(1)的输出 电压时，电压比较及控制电路(5)控制开关继电器K闭合，太阳能光伏电池板(1)发出的电 能、继电器开关K、隔离二极管D、给电容C充电；当电容C电压高于太阳能光伏电池板(1) 的输出电压时，电压比较及控制电路(5)控制继电器开关K断开，太阳能光伏电池板(1)发 出的残余电能经(常闭触点)继电器开关K，由超级电容组(2)收集，在残余电能收集过程 中，超级电容组(2)电压升高，当电压达到设定值时，电压比较及控制电路(5)启动Boost 升压电路(3)，将超级电容组(2)中的电能转存到电容C。在Boost升压电路(3)进行电能 收集时，超级电容组(2)电压将下降，当电压下降到设定值时，Boost升压电路(3)将停止 工作，超级电容又进入电能收集阶段。以上过程的周而复始，实现太阳能残余电能的收集。 以上过程的实现是由电压比较及控制电路(5)来实现。图2所述的Boost升压电路(3)是由电压比较及控制电路(5)控制，当电压比较 及控制电路(5)检测到电容C电压高于太阳能光伏电池板⑴输出电压并超级电容组(2) 电压升高到设定值后，电压比较及控制电路(5)启动Boost升压电路(3)。当开关管Q导通 时，超级电容器组(2)中的电能转储于升压电感L中；当开关管Q关断时，升压电感L将产 生高压，经隔离二极管D，将电能收集到电容C内。图3所述的电压比较及控制电路(5)将太阳能电光伏电池板⑴的输出电压与电容C中的电压进行比较。当太阳能光伏电池板(1)的输出电压高于电容C电压，驱动及控 制电路驱动继电器K吸合；当太阳能光伏电池板⑴的输出电压低于电容C电压，驱动及控 制电路将继电器K断开，并检测超级电容组⑵的电压，当超级电容组(2)电压高于设定值 时，启动Boost升压电路(3)，将超级电容组(2)中的电能收集。在电能收集过程中，超级电 容组⑵电压将下降，当超级电容组(2)电压降到另一设定值后，电压比较及控制电路(5) 停止Boost升压电路(3)工作，以利于超级电容组(2)在一次收集太阳能光伏电池板⑴发 出的残余电能，超级电容组(2)电压将再次升高，如此循环，实现太阳能残余电能的收集。
权利要求
一种太阳能电源残余电能收集电路，包括连接电路中正极的继电器K，连接于继电器K(常闭触点)与电路负极超级电容组(2)，连接于超级电容组(2)负极之间的Boost升压电路(3)与电压比较及控制电路(5)及用于隔离的二极管D，其特征在于所述电路还包括所述的太阳能光伏电池板(1)正端连接继电器K的公共端，负端连接于电路残余电能收集电路的负端，继电器K用于电路工作转台转换；所述的超级电容组(2)连接到继电器K的(常闭触点)，用于太阳能光伏电池板(1)发出的残余电能的收集；所述的Boost升压电路(3)分别连接于超级电容组(2)，电容C及电压比较及控制电路(5)，电压比较及控制电路(5)控制Boost升压电路(3)，将超级电容组(2)中收集的太阳能光伏电池板(1)发出的残余电能收集到电容C；所述的负载或蓄电池组(4)连接于PWM控制电路，通过PWM控制电路将电容C中的电能收集到蓄电池内，或用于负载；所述的电压比较及控制电路(5)连接于超级电容组(2)、电容C，Boost升压电路(3)及继电器K，当电压比较及控制电路(5)检测到太阳能光伏电池板(1)的输出电压低于电容C的电压时，继电器K断开，继电器K的(常闭触点)闭合，太阳能光伏电池板(1)发出的残余电能经继电器K(常闭触点)流入超级电容组(2)，实现对残余电能的收集；在电能收集的过程中超级电容组(2)电压将升高，当超级电容组(2)电压升高到设定值时，电压比较及控制电路(5)启动Boost升压电路(3)，将超级电容收集到的电能收集到电容C内，实现残余电能的电路收集。
2.根据权利要求1所述的太阳能电源残余电能收集电路，其特征在于所述的超级电容 组⑵至少包括一只以上的超级电容，通过串联、并联的组合接于继电器K的(常闭触点) 后与太阳能光伏电池板(1)负端之间，接入的电容电压高于太阳能光伏电池板(1)电压。
3.根据权利要求1所述的太阳能电源残余电能收集电路，其特征在于所述的电压比较 及控制电路(5)包括两路电压比较电路(6) (7)，驱动及控制电路(8)，其中电压比较电路 (6)连接于太阳能光伏电池板⑴和电容C ；电压比较电路(7)连接于超级电容组(2)与电 压设定端，驱动及控制电路(8)输入端连接于电压比较电路(6) (7)的输入端，输出端连接 于继电器K与Boost升压电路(3)。
4.根据权利要求3所述的太阳能电源残余电能收集电路，其特征在于所述的驱动及控 制电路(8)还包括继电器驱动电路，Boost升压电路的驱动电路。
5.根据权利要求1所述的太阳能电源残余电能收集电路，其特征在于所述电路输入端 正极连接继电器K的公共端，通过继电器K及隔离二极管D连接于太阳能光伏电池板(1)。
6.根据权利要求1所述的太阳能电源残余电能收集电路，其特征在于所述的开关器件 继电器K，包括GTR、M0S管、IGBT、继电器等用于开关切换的器件的一种。
全文摘要
一种太阳能电源残余电能收集电路包括太阳能光伏电池板(1)正端连接继电器K的公共端，负端连接于电路残余电能收集电路的负端，继电器K用于电路工作转台转换；超级电容组(2)，连接到继电器K的(常闭触点)，Boost升压电路(3)分别连接于超级电容组(2)、电容C及电压比较及控制电路(5)，电压比较及控制电路(5)控制Boost升压电路(3)，将超级电容组(2)中收集的太阳能光伏电池板(1)发出的残余电能收集到电容C；负载或蓄电池组(4)连接于PWM控制电路，通过PWM控制电路，将电容C中的电能收集到蓄电池内，或用于负载；实现残余电能的电路收集，提高太阳能效率。
文档编号H02N6/00GK101820187SQ20101011074
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者刘华 申请人:广州大学