一种离网式光伏系统的充放电控制器的制作方法

本实用新型涉及光伏新能源技术，尤其是一种离网式光伏系统的充放电控制器。

背景技术：

当今世界，煤炭及石油日益减少，而且污染也越来越严重，因此世界各国越来越重视光伏发电的发展。太阳能为一种无限量、可清洁实用的可再生能源，随着我国光伏行业的发展，越来越多的地方开始使用光伏发电系统，尤其是在远离电网的地方应用越来越广泛。很多离网型独立电站、基站、监控系统，对供电功率都具有较高的要求，需要具有高功率充放电能力的控制器与之配套，目前的控制器亟待改进。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种离网式光伏系统的充放电控制器，用于解决现有充放电控制器功率小、匹配性差的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种离网式光伏系统的充放电控制器，包括壳体，所述壳体上设有光伏电池接线端口、蓄电池接线端口和负载接线端口，所述壳体内设有与所述光伏电池接线端口相连的PWM充电模块，所述壳体内还设有与所述蓄电池接线端口相连的电源管理模块和与所述负载接线端口相连的放电管理模块，所述壳体内还设有与所述PWM充电模块、所述电源管理模块和所述放电管理模块相连的控制模块，所述控制模块还连接有人机交互模块。

本实用新型提供的离网式光伏系统的充放电控制器还具有以下技术特征：

进一步地，所述人机交互模块包括与所述控制模块相连的LED断码显示屏、红外通讯模块、485通讯接口。

进一步地，所述人机交互模块包括与所述控制模块相连的温度探头接口、 USB通讯接口。

进一步地，所述PWM充电模块包括设置在两个光伏电池接线端口之间由两个串联的双向稳压二极管构成的保护支路，一个所述光伏电池接线端口通过保险器件与一个蓄电池接线端口相连。

进一步地，所述PWM充电模块还包括反接保护单元，所述反接保护单元包括与一个所述光伏电池接线端口连接的第一反接保护电路，所述第一反接保护电路包括与光伏电池接线端口相连的第一电阻和第一功率场效应晶体管，所述第一电阻通过第二电阻还连接有第二功率场效应晶体管，所述第二功率场效应晶体管与所述第一功率场效应晶体管相连，所述第一功率场效应晶体管的两端还并联有第一电容、第二电容；所述第一电阻还通过第三电阻连接有第三功率场效应晶体管、第四功率场效应晶体管，所述第一电阻还通过第四电阻连接有第五功率场效应晶体管、第六功率场效应晶体管，所述第三功率场效应晶体管、所述第四功率场效应晶体管、所述第五功率场效应晶体管和所述第六功率场效应晶体管均与所述第一功率场效应晶体管相连。

进一步地，所述第一反接保护电路与所述蓄电池接线端口之间还设有第二反接保护电路，所述第二反接保护电路包括与所述蓄电池接线端口相连的第七功率场效应晶体管和第八功率场效应晶体管，所述蓄电池接线端口还通过第五电阻、第六电阻与所述第八功率场效应晶体管相连，所述第七功率场效应晶体管的两端还并联有第三电容，所述第五电阻还通过第七电阻连接有第九功率场效应晶体管、第十功率场效应晶体管，所述第五电阻还通过第八电阻连接有第十一功率场效应晶体管、第十二功率场效应晶体管，所述第九功率场效应晶体管、所述第十功率场效应晶体管、所述第十一功率场效应晶体管和所述第十二功率场效应晶体管均与所述第七功率场效应晶体管相连。

进一步地，所述PWM充电模块还包括与蓄电池接线端口相连的充电采样电路，所述充电采样电路包括连接在所述蓄电池接线端口和接地端子之间的第九电阻，所述第九电阻的两端还并联有第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻。

进一步地，所述PWM充电模块还包括与负载接线端口相连的放电采样电路，所述放电采样电路包括连接在所述负载接线端口和接地端子之间的第十七电阻，所述第十七电阻的两端还并联有第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻和第二十四电阻。

本实用新型具有如下有益效果：通过采用模块的设计思路将光伏电池管理、蓄电池管理及负载驱动等功能进行集成，并在壳体上设置光伏电池接线端口、蓄电池接线端口和负载接线端口，由此可快速、方便地根据需要进行组装；PWM 充电模块可实现宽范围的电压输入和较大的电流输入，抗冲击能力强；人机交互模块可轻松地与其他设备建立通讯、实现协同工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例的离网式光伏系统的充放电控制器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的离网式光伏系统的充放电控制器的电路原理图；

图3为本实用新型实施例中的PWM充电模块的电路图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图3所示的本实用新型的离网式光伏系统的充放电控制器的一个实施例中，该离网式光伏系统的充放电控制器包括壳体10，壳体10上设有光伏电池接线端口11、蓄电池接线端口12和负载接线端口13，壳体10内设有与光伏电池接线端口11相连的PWM充电模块21，壳体10内还设有与蓄电池接线端口12相连的电源管理模块22和与负载接线端口13相连的放电管理模块23，壳体10内还设有与PWM充电模块21、电源管理模块22和放电管理模块23相连的控制模块20，控制模块20还连接有人机交互模块30。该实施例中的离网式光伏系统的充放电控制器，通过采用模块的设计思路将光伏电池管理、蓄电池管理及负载驱动等功能进行集成，并在壳体上设置光伏电池接线端口、蓄电池接线端口和负载接线端口，由此可快速、方便地根据需要进行组装，减少了不必要的冗余和安装工作量，大幅降低了系统的整体成本；PWM充电模块可实现宽范围的电压输入和较大的电流输入，抗冲击能力强；人机交互模块可轻松地与其他设备建立通讯、实现协同工作。

在上述实施例中，离网式光伏系统的充放电控制器还具有以下技术特征：人机交互模块30包括与控制模块20相连的LED断码显示屏31、红外通讯模块 32、485通讯接口33、温度探头接口34、USB通讯接口35，由此可实现查看运行数据、操控运行状态，通过通讯模块可实现与上位机和其他设备协同工作。

在上述实施例中，所述PWM充电模块21包括设置在两个光伏电池接线端口PV+、PV-之间由两个串联的双向稳压二极管DTVS101、DTVS102构成的保护支路，光伏电池接线端口PV+通过保险器件F101、F102、F104与蓄电池接线端口BAT+ 相连，两个双向稳压二极管DTVS101与DTVS102可以起到保护电路的作用，其主要原理是TVS为半导体元件，与被保护电路并联，当有高压产生时，TVS呈现短路状态，待电压正常时，恢复高阻抗状态(形同开路)，线路正常启动，由此实现输入保护。

在上述实施例中，所述PWM充电模块21还包括反接保护单元，所述反接保护单元包括与光伏电池接线端口PV-连接的第一反接保护电路212，第一反接保护电路212包括与光伏电池接线端口PV-相连的第一电阻R1和第一功率场效应晶体管Q1，第一电阻R1通过第二电阻R2还连接有第二功率场效应晶体管Q2，第二功率场效应晶体管Q2与第一功率场效应晶体管Q1相连，第一功率场效应晶体管Q1的两端还并联有第一电容C1、第二电容C2；第一电阻R1还通过第三电阻R3连接有第三功率场效应晶体管Q3、第四功率场效应晶体管Q4，第一电阻R1还通过第四电阻R4连接有第五功率场效应晶体管Q5、第六功率场效应晶体管Q6，第三功率场效应晶体管Q3、第四功率场效应晶体管Q4、第五功率场效应晶体管Q5和第六功率场效应晶体管Q6均与第一功率场效应晶体管Q1相连，由此在两个光伏电池接线端口PV+、PV-反接时起到反接保护防止器件烧毁的作用。第一反接保护电路212与蓄电池接线端口BAT之间还设有第二反接保护电路214，第二反接保护电路214包括与蓄电池接线端口BAT相连的第七功率场效应晶体管Q7和第八功率场效应晶体管Q8，蓄电池接线端口BAT还通过第五电阻R5、第六电阻R6与第八功率场效应晶体管Q8相连，第七功率场效应晶体管Q7的两端还并联有第三电容C3，第五电阻R5还通过第七电阻R7连接有第九功率场效应晶体管Q9、第十功率场效应晶体管Q10，第五电阻R5还通过第八电阻R8连接有第十一功率场效应晶体管Q11、第十二功率场效应晶体管 Q12，第九功率场效应晶体管Q9、第十功率场效应晶体管Q10、第十一功率场效应晶体管Q11和第十二功率场效应晶体管Q12均与第七功率场效应晶体管Q7 相连，由此在两个蓄电池接线端口BAT+、BAT-反接时起到反接保护防止器件烧毁的作用。

在上述实施例中，所述PWM充电模块21还包括与蓄电池接线端口BAT相连的充电采样电路216，充电采样电路216包括连接在蓄电池接线端口BAT和接地端子之间的第九电阻R9，第九电阻R9的两端还并联有第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15 和第十六电阻R16,由此实现电流采样，保证电路安全。所述PWM充电模块21 还包括与负载接线端口L0AD相连的放电采样电路218，放电采样电路218包括连接在负载接线端口L0AD和接地端子之间的第十七电阻R17，第十七电阻R17 的两端还并联有第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23和第二十四电阻R24，由此实现电流采样，保证电路安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。