一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路及装置的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路及装置。


背景技术：

2.太阳能是指太阳辐射经过光电转换等形式转换成电能等可被人类利用的能源，因其具有清洁、可再生性，是未来能源发展的主要对象。但目前储存、利用太阳能的电路系统普遍存在以下几个问题:1)电路的运行状态不能被远程读取，系统出现故障时得不到有效地修复，从而损坏电路和负载；2)当电池电压过低无法为核心控制芯片提供稳定的工作电压时，系统则会因无法实现对蓄电池充电而停止工作。因此，发明一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路成为该领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路及装置。
4.一方面，本实用新型公开了一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路，包括太阳能板、主控模块、无线通信模块、充电控制模块、放电控制模块、稳压模块及蓄电池；所述无线通信模块与所述主控模块电连接，所述太阳能板与所述充电控制模块电连接，所述充电控制模块分别与所述稳压模块、所述蓄电池及所述主控模块电连接；所述放电控制模块分别与所述主控模块、所述蓄电池及所述稳压模块电连接，所述稳压模块与所述主控模块电连接；所述无线通信模块用于实现与监控上位机的通信连接；所述蓄电池用于通过所述稳压模块给所述主控模块提供稳定工作电压及用于通过所述放电控制模块对负载放电；所述充电控制模块用于在所述蓄电池供电不足时控制所述太阳能板对所述蓄电池充电。
5.优选地，所述基于远程监控的光伏电池充放电控制电路还包括故障检测模块；所述故障检测模块包括负载恒流检测单元、负载过流检测单元及蓄电池过温检测单元；所述负载恒流检测单元、所述负载过流检测单元及所述蓄电池过温检测单元分别与所述主控模块及所述放电控制模块电连接。
6.优选地，所述充电控制模块包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一场效应管、第二场效应管、第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管；所述第一二极管的第一端与所述主控模块电连接，所述第一二极管的第二端与所述第一三极管的基极电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别与所述稳压模块及所述第一场效应管的栅极电连接，所述第一场效应管的漏极接地，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极电连接，所述第二场效应管的栅极分别与所述太阳能板的正极、所述第二二极管的第一端及所述第二三极管的集电极电连接，所述第二场效应管的源极及所述第二二极管的第二端接地，所述第二三极管的发射极与所述太阳能板的负极电连接，所述第二三极管的基极分别与所述第二三极管的发射极及所述第三二极管的第一端电连
接，所述第三二极管的第二端与所述第三三极管的集电极电连接，所述第三三极管的发射极与所述稳压模块电连接，所述第三三极管的基极与所述主控模块电连接，所述第三三极管的基极通过所述第四二极管与所述蓄电池电连接。
7.优选地，所述放电控制模块包括驱动单元及升压单元；所述驱动单元分别与所述主控模块及所述升压单元电连接，所述升压单元分别与所述主控模块及所述蓄电池电连接。
8.优选地，所述稳压模块包括稳压器、第五二极管、第六二极管、第四三极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容及第四电阻；所述第五二极管的第一端与所述蓄电池电连接，所述第五二极管的第二端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述第四三极管的集电极电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第四三极管的基极、所述第一电容的第一端及所述第六二极管的第一端电连接，所述第六二极管的第二端及所述第一电容的第二端接地，所述第四三极管的发射极与所述稳压模块、所述第二电容的第一端及所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端及所述第三电容的第一端及所述稳压器的输入端电连接，所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端及所述稳压器的接地端接地，所述稳压器的输出端分别与所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端及所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端与所述第六电容的第一端电连接，所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端及所述第六电容的第二端接地。
9.优选地，所述升压单元包括电感、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第七电容及第八电容；所述电感的第一端与所述蓄电池的正极电连接，所述电感的第二福安分别与所述第七二极管的第一端、所述第八二极管的第一端及所述第三场效应管的漏极电连接，所述第三场效应管的栅极与所述主控模块电连接，所述第三场效应管的源极与所述第七二极管的第一端及所述第四场效应管的漏极电连接，所述第四场效应管的栅极与所述蓄电池的正极电连接，所述第四场效应管的源极接地，所述第七二极管的第二端及所述第八二极管的第二端分别与所述第七电容的第一端、所述第五电阻的第二端及负载的正极电连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端、所述第八电容的第一端及所述负载电连接，所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端及所述第六电阻的第二端接地，所述负载的负极分别与所述第五场效应管的漏极、所述第七电阻的第一端、所述第八电阻的第一端及所述故障检测模块电连接，所述第五场效应管的栅极及所述第七电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端电连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端电连接，所述第九电阻的第二端与所述主控模块电连接。
10.第二方面，本实用新型公开了一种装置，包括第一方面所述的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路。
11.本实用新型的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路具有如下有益效果，本实用新型公开的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路包括：太阳能板、主控模块、无线通信模块、充电控制模块、放电控制模块、稳压模块及蓄电池；所述无线通信模块与所述主控模块电连接，所述太阳能板与所述充电控制模块电连接，所述充电控制模块分别与所述稳压模块、所述蓄电池及所述主控模块电连接；所述放电控制模块分别与所述主控
模块、所述蓄电池及所述稳压模块电连接，所述稳压模块与所述主控模块电连接；所述无线通信模块用于实现与监控上位机的通信连接；所述蓄电池用于通过所述稳压模块给所述主控模块提供稳定工作电压及用于通过所述放电控制模块对负载放电；所述充电控制模块用于在所述蓄电池供电不足时控制所述太阳能板对所述蓄电池充电。因此，本实用新型能够保证所述蓄电池的可靠工作，以及实现光伏电池系统的远程智能监控。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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附图：
13.图1是本实用新型较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路的原理框图；
14.图2是本实用新型另一较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路的原理框图；
15.图3是本实用新型较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制充电控制模块的电路图；
16.图4是本实用新型较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路的稳压模块的电路图；
17.图5是本实用新型较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路的升压单元的电路图；
18.图6是本实用新型较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路的负载恒流检测单元的电路图；
19.图7是本实用新型较佳实施例的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路的负载过流检测的电路图。
具体实施方式
20.为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
21.实施例一
22.本实用新型较佳实施例的如图1所示，包括太阳能板1、主控模块2、无线通信模块3、充电控制模块4、放电控制模块5、稳压模块6及蓄电池7；所述无线通信模块3与所述主控模块2电连接，所述太阳能板1与所述充电控制模块4电连接，所述充电控制模块4分别与所述稳压模块6、所述蓄电池7及所述主控模块2电连接；所述放电控制模块5分别与所述主控模块2、所述蓄电池7及所述稳压模块6电连接，所述稳压模块6与所述主控模块2电连接；所述无线通信模块3用于实现与监控上位机的通信连接；所述蓄电池7用于通过所述稳压模块6给所述主控模块2提供稳定工作电压及用于通过所述放电控制模块5对负载放电；所述充
电控制模块4用于在所述蓄电池7供电不足时控制所述太阳能板1对所述蓄电池充电。因此，本实用新型能够保证所述蓄电池7的可靠工作，以及实现光伏电池系统的远程智能监控。
23.优选地，请参阅图2，所述基于远程监控的光伏电池充放电控制电路还包括故障检测模块8；所述故障检测模块8包括负载恒流检测单元81、负载过流检测单元82及蓄电池过温检测单元；所述负载恒流检测单元81、所述负载过流检测单元82及所述蓄电池过温检测单元分别与所述主控模块2及所述放电控制模块5电连接。
24.优选地，所述充电控制模块4的电路图请参阅图3，所述充电控制模块4包括第一三极管q7、第二三极管q8、第三三极管q9、第一场效应管q4、第二场效应管q5、第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管；所述第一二极管的第一端与所述主控模块2电连接，所述第一二极管的第二端与所述第一三极管q7的基极电连接，所述第一三极管q7的发射极接地，所述第一三极管q7的集电极分别与所述稳压模块6及所述第一场效应管q4的栅极电连接，所述第一场效应管q4的漏极接地，所述第一场效应管q4的源极与所述第二场效应管q5的漏极电连接，所述第二场效应管q5的栅极分别与所述太阳能板1的正极、所述第二二极管的第一端及所述第二三极管q8的集电极电连接，所述第二场效应管q5的源极及所述第二二极管的第二端接地，所述第二三极管q8的发射极与所述太阳能板1的负极电连接，所述第二三极管q8的基极分别与所述第二三极管q8的发射极及所述第三二极管的第一端电连接，所述第三二极管的第二端与所述第三三极管q9的集电极电连接，所述第三三极管q9的发射极与所述稳压模块6电连接，所述第三三极管q9的基极与所述主控模块2电连接，所述第三三极管q9的基极通过所述第四二极管与所述蓄电池7电连接。在本实施例中，所述蓄电池通过稳压模块给所述主控模块2提供3.3v工作电源，所述主控模块2通过pb14和pb15输出pwm调制波。当pb14输出为低电平时所述第一三极管q7截止，所述第一场效应管q4导通，所述充电控制模块4电路与地接通；当pb15输出为高电平时，所述第二三极管q8及所述第三三极管q9截止，所述第二场效应管管q5导通，所述太阳能板的正负极分别与所述蓄电池7的正负极相连，即对所述蓄电池充电。当所述蓄电池电量过低，通过所述稳压模块6后不能输出3.3v时，pb14和pb15不再输出pwm波。此时所述太阳能板1的电压大于所述蓄电池7电压，所述第一场效应管管q4及所述第二场效应管q5导通，所述第一三极管q7、所述第二三极管q8及所述第三三极管q9截止，所述太阳能板1的pv负极与蓄电池的地端接通，对所述蓄电池7进行充电。
25.优选地，请参阅图4，所述稳压模块6包括稳压器u2、第五二极管d2、第六二极管d1、第四三极管q2、第一电阻r7、第二电阻r6、第一电容c8、第二电容c9、第三电阻r5、第三电容c5、第四电容c6、第五电容c7、第六电容c105及第四电阻r3；所述第五二极管d2的第一端与所述蓄电池电连接，所述第五二极管d2的第二端与所述第一电阻r7的第一端电连接，所述第一电阻r7的第二端与所述第二电阻r6的第一端及所述第四三极管q2的集电极电连接，所述第二电阻r6的第二端分别与所述第四三极管q2的基极、所述第一电容c8的第一端及所述第六二极管d1的第一端电连接，所述第六二极管d1的第二端及所述第一电容c8的第二端接地，所述第四三极管q2的发射极与所述稳压模块6、所述第二电容c9的第一端及所述第三电阻r5的第一端电连接，所述第三电阻r5的第二端及所述第三电容c5的第一端及所述稳压器u2的输入端电连接，所述第二电容c9的第二端、所述第三电容c5的第二端及所述稳压器u2的接地端接地，所述稳压器u2的输出端分别与所述第四电容c6的第一端、所述第五电容c7
的第一端及所述第四电阻r3的第一端电连接，所述第四电阻r3的第二端与所述第六电容c105的第一端电连接，所述第四电容c6的第二端、所述第五电容c7的第二端及所述第六电容c105的第二端接地。在本实施例中，所述蓄电池7通过所述第二电阻r6、所述四三极管q2及第六二极管d1组成的稳压电路后，输出12.5v电压到对应的模块电路，再通过稳压器u2以及所述第四电阻r3降至3.3v，给所述主控模块2供电。
26.优选地，所述放电控制模块5包括驱动单元及升压单元52；所述驱动单元分别与所述主控模块2及所述升压单元52电连接，所述升压单元分别与所述主控模块2及所述蓄电池7电连接。
27.优选地，请参阅图5，所述升压单元52包括电感l1、第三场效应管q10、第四场效应管q6、第五场效应管q3、第七二极管d3、第八二极管d4、第九二极管d13、第五电阻r12、第六电阻r11、第七电阻r8、第八电阻r9、第九电阻r43、第七电容c11及第八电容c13；所述电感l1的第一端与所述蓄电池7的正极电连接，所述电感l1的第二福安分别与所述第七二极管d3的第一端、所述第八二极管d4的第一端及所述第三场效应管q10的漏极电连接，所述第三场效应管q10的栅极与所述主控模块2电连接，所述第三场效应管q10的源极与所述第七二极管d3的第一端及所述第四场效应管q6的漏极电连接，所述第四场效应管q6的栅极与所述蓄电池7的正极电连接，所述第四场效应管q6的源极接地，所述第七二极管d3的第二端及所述第八二极管d4的第二端分别与所述第七电容c11的第一端、所述第五电阻r12的第二端及负载的正极电连接，所述第五电阻r12的第二端与所述第六电阻r11的第一端、所述第八电容c13的第一端及所述负载电连接，所述第七电容c11的第二端、所述第八电容c13的第二端及所述第六电阻r11的第二端接地，所述负载的负极分别与所述第五场效应管q3的漏极、所述第七电阻r8的第一端、所述第八电阻r9的第一端及所述故障检测模块8电连接，所述第五场效应管q3的栅极及所述第七电阻r8的第二端分别与所述第八电阻r9的第一端电连接，所述第七电阻r8的第二端接地，所述第八电阻r9的第二端与所述第九电阻r43的第一端电连接，所述第九电阻r43的第二端与所述主控模块2电连接。在本实施例中，所述主控模块2通过gpio口控制mosfet驱动器输出12.5v电压，使所述第五场效应管q3及所述第三场效应管q10导通，从而使所述升压单元工作，所述升压单元用于对所述蓄电池7电压进行升压后为负载供电。其中电阻r45、所述第九二极管d13及所述第四场效应管q6构成防反接电路，用于防止蓄电池反接而对负载造成损害。
28.优选地，请参阅6，所述负载恒流检测单元81采用lm258构成的正向放大器对load-check端口采集的所述第九电阻r43两端电压进行放大；所述主控模块2对放大后的电压进行采样分析，并与阈值进行比较得出差值；同时所述主控模块2会检测电路是否处于开路或过压状态，并根据差值、开路或过压状态作出相应调整，从而实现恒流输出。
29.优选地，请参阅图7、所述负载过流检测单元82为了防止因负载电流过大而对电路造成损坏，所述负载过流检测单元82用于对电路进行过流监控。当负载电路中的电流大于电流阈值，比较器u4b则会输出12.5v的电压；如果小于电流阈值，比较器则输出0v；比较器u4b输出的电压经电阻r32及电阻r33分压后，被所述主控模块2进行采集，进而判断负载是否处于过流状态。
30.实施例二
31.本实用新型还公开了一种装置，包括实施例一所述的一种基于远程监控的光伏电
池充放电控制电路。
32.综上所述，本实用新型所提供的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路包括太阳能板1、主控模块2、无线通信模块3、充电控制模块4、放电控制模块5、稳压模块6及蓄电池7；所述无线通信模块3与所述主控模块2电连接，所述太阳能板1与所述充电控制模块4电连接，所述充电控制模块4分别与所述稳压模块6、所述蓄电池7及所述主控模块2电连接；所述放电控制模块5分别与所述主控模块2、所述蓄电池7及所述稳压模块6电连接，所述稳压模块6与所述主控模块2电连接；所述无线通信模块3用于实现与监控上位机的通信连接；所述蓄电池7用于通过所述稳压模块6给所述主控模块2提供稳定工作电压及用于通过所述放电控制模块5对负载放电；所述充电控制模块4用于在所述蓄电池7供电不足时控制所述太阳能板1对所述蓄电池充电。因此，本实用新型能够保证所述蓄电池7的可靠工作，以及实现光伏电池系统的远程智能监控。
33.以上对本实用新型所提供的一种基于远程监控的光伏电池充放电控制电路及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。