一种防止太阳能控制器反接与反充的电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能控制器保护电路，特别是一种防止太阳能控制器反接与反充的电路，属于太阳能控制器技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，太阳能作为新能源中绿色、环保和可持续发展的首选，光伏发电技术越来越受到世界各国的重视，并快速发展。太阳能控制器将太阳能电池转化的电能以最佳充电模式实现对蓄电池的充电和放电管理。但在实际的使用过程中，常常因为操作者的使用不当，容易出现输入端太阳能电池正、负极反接的情况，这样在充电过程中，会导致太阳能电池对蓄电池进行反向充电，在一定程度上损坏蓄电池，影响蓄电池的使用寿命，甚至会因蓄电池的过热发生爆炸，引起安全事故。
[0003]在现在技术中，现有太阳能控制器常采用以下方式防止反接与反充:一是在电路的输入端通过串接二极管进行隔离，虽结构简单，但存在二极管的压降大，大功率运用时损耗和发热量大的问题。二是通过采用MOS管串联进行控制，虽然能减少电路损耗，但存在太阳能电压取样难、容易出现误判或者不关断、造成电量流失的问题。三是通过继电器来对电源输入进行控制，由于继电器寿命短，存在开关触点容易氧化、内阻增大，产品的使用寿命较短的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的，是为了解决现有MOS管串联进行控制防止反接与反充存在太阳能电压取样难、容易出现误判或者不关断、造成电量流失的问题，提供一种防止太阳能控制器反接与反充的电路。具有检测判断准确、功耗小和产品使用寿命长的特点。
[0005]本发明的目的可以通过采取以下技术方案达到:
[0006]—种防止太阳能控制器反接及反充的电路，其结构特点在于:包括MOS充电单元、电流检测单元、太阳能电压取样单元、电池电压取样单元、MOS管驱动单元和单片机控制连接而成，单片机控制单元具有三个信号输入端和二个信号输出端，MOS充电单元的输入端连接太阳能电池的输出端PV+、输出端连接电池的充电输入端BAT，电流检测单元的输入端连接MOS充电单元的充电电流输出端、输出端连接单片机控制单元的输入端之三，太阳能电压取样单元的输入端连接太阳能电池的输出端PV、输出端连接单片机控制单元的输入端之一，电池电压取样单元的输入端连接电池电压端、输出端连接单片机控制单元的输入端之二，单片机控制单元的二个输出端连接MOS管驱动单元的二个输入端，MOS管驱动单元的输出端连接MOS充电单元的控制输入端；通过单片机控制单元控制MOS充电单元的开通或关断，构成防止太阳能控制器反接及反充的电路结构。
[0007]本发明的目的还可以通过采取以下技术方案达到:
[0008]进一步地，MOS充电单元由MOS管Q1-Q2、电阻R1-R5、电解电容EC1-EC2、电容Cl和保险管F2连接而成；M0S管Ql的源极外接太阳能电池的正极PV+，电阻Rl跨接在MOS管Ql的源极与栅极之间；MOS管Ql的漏极与MOS管Q2的漏极连接后通过电解电容ECl连接电流检测电路的检测信号输入端；M0S管Q2的源极外接蓄电池的正极BAT+，电阻R4跨接在MOS管Ql的源极与栅极之间；M0S管驱动单元的一组信号输出端连接MOS管Ql的控制输入端，对MOS管Ql的源极输入控制信号QlS及通过电阻R2对MOS管Ql的栅极输入控制信号QlG ；M0S管驱动单元的另一组信号输出端连接MOS管Q2的控制输入端，对MOS管Q2的源极输入控制信号Q2S及通过电阻R5对MOS管Q2的栅极输入控制信号Q2G ;太阳能电池的负极PV-通过电阻R3、保险管F2连接蓄电池的负极BAT-;电解电容EC2与电容Cl并联后跨接在蓄电池的正极BAT+与电阻R3、保险管F2连接点之间；在Ql、Q2的漏连接处通过电解电容ECl接地，形成泄放式回路结构，具体是形成PffM低电平泄放结构。
[0009]进一步地，所述电流检测单元由电流检测芯片ICl构成，电流检测芯片ICl的检测输入端连接MOS充电单元的充电电流输出端、输出端连接单片机控制单元的输入端之三AD3。
[0010]进一步地，所述太阳能电压取样单元由二极管D6-D7、电阻R6 — R8和电容C2-C3连接构成；电阻R6的一端外接太阳能电池的正极管PV+、另一端通过电阻R8接地BGND，电容C2与电阻R8并联；二极管D6的负极外接电源5V、正极通过电容C3接地，电容C3与二极管D7并联，二极管D7的正极接地BGND ；电阻R6与R8的连接点通过电阻R7连接二极管D6与电容C3的连接点，二极管D6与电容C3的连接点连接单片机控制单元的输入端之一ADl0
[0011]进一步地，电池电压取样电路包括二极管D8-D9、电阻R9 — Rll和电容C4-C5 ;电阻R9的一端外接蓄电池的正极BAT+、另一端通过电阻Rll接地BGND，电容C4与电阻Rll并联；二极管D8的负极外接电源5V、正极通过电容C5接地，电容C5与二极管D9并联，二极管D9的正极接地BGND ；电阻R9与Rll的连接点通过电阻RlO连接二极管D8与电容C5的连接点，二极管D8与电容C5的连接点连接单片机控制单元的输入端之二 AD2。
[0012]进一步地，所述MOS管驱动电路由驱动芯片IC2构成，驱动芯片IC2具有二个信号输入端和二组信号输出端，一个信号输入端对应一组信号输出端；驱动芯片IC2的二个信号输入端各连接单片机控制单元的一个信号输出端，分别接收单片机控制单元输出的脉冲控制信号PWM1、PWM2 ;驱动芯片IC2的一组信号输出端连接MOS充电单元的太阳能电池端MOS管的控制输入端，驱动芯片IC2的另一组信号输出端连接MOS充电单元的蓄电池端MOS管的控制输入端；构成防止太阳能控制器反接与反充的电路结构。
[0013]进一步地，单片机控制单元由单片机芯片MCU构成，单片机芯片MCU具有三个信号输入端和二个信号输出端，单片机芯片MCU的输入端之一 ADl连接太阳能电压取样单元的输出端，单片机芯片MCU的输入端之二 AD2连接电池电压取样单元的输出端，单片机芯片MCU的输入端之三AD3连接电流检测单元的输出端；单片机芯片MCU的二个输出各连接MOS管驱动电路的一个信号输入端，向MOS管驱动电路输送脉冲控制信号PWM1、PWM2。
[0014]进一步地，所述MOS管Q1-Q2为N型MOS管。
[0015]本发明具有如下突出的有益效果:
[0016]1、本发明的MOS充电单元的输入端连接太阳能电池的输出端PV+、输出端连接电池的充电输入端BAT，电流检测单元的输入端连接MOS充电单元的充电电流输出端、输出端连接单片机控制单元的输入端之三，太阳能电压取样单元的输入端连接太阳能电池的输出端PV、输出端连接单片机控制单元的输入端之一，电池电压取样单元的输入端连接电池电压端、输出端连接单片机控制单元的输入端之二，单片机控制单元的二个输出端连接MOS管驱动单元的二个输入端，MOS管驱动单元的输出端连接MOS充电单元的控制输入端；通过单片机控制单元控制MOS充电单元的开通或关断，构成防止太阳能控制器反接及反充的电路结构；因此能够解决现有MOS管串联进行控制防止反接与反充存在太阳能电压取样难、容易出现误判或者不关断、造成电量流失的问题，具有检测判断准确、功耗小和产品使用寿命长的有益效果。
[0017]2、本发明采用MOS管Q1、Q2作为充电单元的开关管，通过在Q1、Q2的漏连接处通过电解电容接地、形成泄放式回路结构，具体是形成PWM低电平泄放结构，在单片开关电源PWM输出脚从高电平转换为低电平时，能将开关管Q2的栅极G和源极S之间存在的电容性电量快速地泄放到地极GND，从而大大降低了发热量，提高了电能的转换效率和使用寿命，具有电路结构简单，使用方便和成本低的有益效果。
[0018]3、本发明对输入端的太阳能电压和电流进行双重取样检测，通过MCU控制双MOS管快速开通或关闭，实现对下级电路的保护控制，
【附图说明】
[0019]图1是本发明具体实施例1的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述:
[0021]具体实施例1:
[0022]参照图1，本实施例包括MOS充电单元1、电流检测单元2、太阳能电压取样单元3、电池电压取样单元4、M0S管驱动单元5和单片机控制6连接而成，单片机控制单元6具有三个信号输入端和二个信号输出端，MOS充电单元I的输入端连接太阳能电池的输出端PV+、输出端连接电池的充电输入端BAT，电流检测单元2的输入端连接MOS充电单元I的充电电流输出端、输出端连接单片机控制单元6的输入端之三，太阳能电压取样单元3的输入端连接太阳能电池的输出端PV、输出端连接单片机控制单元6的输入端之一，电池电压取样单元4的输入端连接电池电压端、输出端连接单片机控制单元6的输入端之二，单片机控制单元6的二个输出端连接MOS管驱动单元5的二个输入端，MOS管驱动单元5的输出端连接MOS充电单元I的控制输入端；通过单片机控制单元6控制MOS充电单元I的开通或关断，构成防止太阳能控制器反接及反充的电路结构。
[0023]本实施例中，
[0024]MOS充电单元I由MOS管Q1-Q2、电阻R1-R5、电解电容EC1-EC2、电容Cl和保险管F2连接而成；M0S管Ql的源极外接太阳能电池的正极PV+，电阻Rl跨接在MOS管Ql的源极与栅极之间；M0S管Ql的漏极与MOS管Q2的漏极连接后通过电解电容ECl连接电流检测电路2的检测信号输入端；M0S管Q2的源极外接蓄电池的正极BAT+，电阻R4跨接在MOS管Ql的源极与栅极之间；M0S管驱动单元5的一组信号输出端连接MOS管Ql的控制输入端，对MOS管Ql的源极输入控制信号QlS及通过电阻R2对MOS管Ql的栅极输入控制信号QlG ；M0S管驱动单元5的另一组信号输出端连接MOS管Q2的控制输入端，对MOS管Q2的源极输入控制信号Q2S及通过电阻R5对MOS管Q2的栅极输入控制信号Q2G ;太阳能电池的负极PV-通过电阻R3、保险管F2连接蓄电池的负极BAT-;电解电容EC2与电容Cl并联后跨接在蓄电池的正极BAT+与电阻R3、保险管F2连接点之间；在Ql、Q2的漏连接处通过电解电容ECl接地，形成泄放式回路结构，具体是形成PffM低电平泄放结构。
[0025]所述电流检测单元2由电流检测芯片ICl构成，电流检测芯片ICl的检测输入端连接MOS充电单元I的充电电流输出端、输出端连接单片机控制单元6的输入端之三AD3。
[0026]所述太阳能电压取样单元3由二极