一种光伏车载电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光伏车载电源，包括蓄电池、太阳能电池板以及控制器；所述控制器包括：充放电控制模块，用于控制太阳能电池板对蓄电池充电，以及蓄电池的放电；DC?DC升压模块，用于将蓄电池的输出电压进行升压，以供汽车的点火器使用。通过以上技术方案，在汽车电瓶没电时，可利用本实用新型提供的车载电源来暂时代替汽车电瓶供电，从而避免了无法启动汽车的麻烦。
【专利说明】
一种光伏车载电源
技术领域
[0001]本实用新型属于光伏发电技术领域，更具体地说，它涉及一种光伏车载电源。【背景技术】
[0002]随着生活水平的不断提高，人们越来越喜欢自驾游，带上亲朋好友，到户外欣赏美景。然而，在户外，经常会因为在冷车状态下长时间开启空调，导致过度消耗汽车电瓶的电量，从而出现无法启动汽车的情况。【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够在汽车电瓶的电量耗尽时，协助汽车点火的光伏车载电源。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0005] —种光伏车载电源，包括蓄电池、太阳能电池板以及控制器;所述控制器包括:
[0006]充放电控制模块，用于控制太阳能电池板对蓄电池充电，以及蓄电池的放电；
[0007]DC-DC升压模块，用于将蓄电池的输出电压进行升压，以供汽车的点火器使用。
[0008]进一步的，所述充放电控制模块包括MPPT模块和主控模块。
[0009]进一步的，所述MPPT模块包括主功率电路、驱动电路以及开关电路；
[0010] 主功率电路，包括:
[0011]太阳能电池板控制单元，用于控制主功率电路与太阳能电池板之间的导通和断开；
[0012]功率控制单元，用于控制对蓄电池的充电功率；
[0013]蓄电池控制单元，用于控制蓄电池的充放电；
[0014]负载输出单元，用于控制太阳能电池板或蓄电池对负载供电；
[0015]电压检测单元，用于检测太阳能电池板的输出电压和蓄电池的工作电压，并发送至主控模块；以及
[0016]电流检测单元，用于检测太阳能电池板的输出电流，并发送至主控模块；
[0017]主控模块响应于从电压检测单元和电流检测单元接收的数据，以发出相应的控制信号和PWM信号；
[0018]驱动电路响应于主控模块发出的PWM控制信号，以驱动功率控制单元工作；
[0019]开关电路响应于主控模块发出的控制信号，以分别控制太阳能电池板控制单元、 蓄电池控制单元、负载输出单元工作。
[0020]进一步的，所述开关电路包括:[0021 ]第一开关单元，响应于来自主控模块的第一控制信号，以控制太阳能电池板控制单元工作；
[0022]第二开关单元，响应于来自主控模块的第二控制信号，以控制蓄电池控制单元工作；
[0023]第三控制单元，响应于来自主控模块的第三控制信号，以控制负载输出单元工作。 [0〇24]进一步的，所述MPPT模块还包括过流保护电路;所述过流保护电路包括:
[0025]第一电流检测单元，用于检测电池的输出电流；
[0026]第二电流检测单元，用于检测负载的供电电流；
[0027]过流保护芯片，耦接于第一电流检测单元和第二电流检测单元的输出端，用于在电池的输出电流或负载的供电电流超限时，向主控模块输出相应的过流信号。[〇〇28] 进一步的，所述主控模块包括处理单元、USB通信单元、调试接口单元、电源稳压单元以及时钟单元;所述驱动电路、开关电路、USB通信单元、调试接口单元以及时钟单元均与处理单元親接。
[0029]进一步的，所述主控模块还包括温度检测电路，用于检测蓄电池的温度，并发送至处理单元。
[0030]进一步的，所述主控模块还包括LED显示电路，其耦接于处理单元，以用于MPPT模块的工作状态。
[0031]进一步的，所述控制器充放电控制模块还包括红外模块，所述红外模块与主控模块親接。
[0032]与现有技术相比，本实用新型的优点是:在汽车电瓶没电时，可利用本实用新型提供的车载电源来暂时代替汽车电瓶供电，从而避免了无法启动汽车的麻烦。【附图说明】
[0033]图1为本实用新型中光伏车载电源的总电路图；
[0034]图2为本实用新型中主功率电路的电路图；
[0035]图3A为本实用新型中开关电路的电路图；[〇〇36]图3B为本实用新型中驱动电路的电路图；
[0037]图4为本实用新型中过流保护芯片的电路图；[〇〇38]图5为本实用新型中DC-DC升压模块的电路图。[〇〇39] 附图标记:100、主功率电路，110、太阳能电池板控制单元，120、功率控制单元， 130、蓄电池控制单元，140、负载输出单元，151、第一电压检测单元，152、第二电压检测单元，160、电流检测单元，200、开关电路，210、第一开关单元，220、第二开关单元，230、第三开关单元，300、驱动电路，400、过流保护电路。【具体实施方式】
[0040]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
[0041] 参照图1，一种光伏车载电源，包括蓄电池、太阳能电池板以及控制器;所述控制器包括:充放电控制模块，用于控制太阳能电池板对蓄电池充电，以及蓄电池的放电;DC-DC升压模块，用于将蓄电池的输出电压进行升压，以供汽车的点火器使用。
[0042]充放电控制模块包括MPPT模块、主控模块以及红外模块。[0〇43] 主控模块包括处理单元、USB通信单元、调试接口单元、电源稳压单元、时钟单元、 温度检测电路以及LED显示电路;其中，处理单元采用型号为STM32F103C6T7的单片机，其外围的晶振电路，本实施例不再赘述。
[0044]USB通信单元包括型号为CH376T的文件管理芯片、相应的晶振电路以及USB母头。
[0045]电源稳压单元耦接于蓄电池的电极，进而获取电压，并经过若干次稳压后，输出供 MPPT控制器工作的电压。
[0046]时钟单元采用双电源供电，由电源稳压单元供电或蓄电池供电。时钟单元采用型号为DS1308SN的时钟/日历芯片，其是一款低功耗、二-十进制编码(B⑶)的时钟/日历，外加 56字节NV RAM。地址与数据通过I2C接口串行传输。时钟/日历提供秒、分、时、星期、日、月和年信息。对于少于31天的月份，将自动调整月末日期，包括闰年修正。时钟格式可以是24小时或带AM/PM指示的12小时格式。DS1308内置电源检测电路，检测主电源失效时自动切换到备用电源，以保持时间、日期信息和计时。[〇〇47]温度检测电路采用NTC热敏电阻实现，其耦接于处理单元，以向处理单元实时的传输温度检测值。[〇〇48] LED显示电路采用4路并联的LED灯，均耦接于处理单元，以用于分别显示控制器的运行状态、蓄电池充电状态、蓄电池放电状态以及控制器错误状态。[〇〇49] 参照图2?图4，MPPT模块包括主功率电路100、驱动电路300以及开关电路200; [〇〇5〇] 主功率电路100包括太阳能电池板控制单元110、功率控制单元120、蓄电池控制单元130、负载输出单元140、电压检测单元以及电流检测单元160;其中，太阳能电池板控制单元110包括M0S管Q1和电阻R3,其电路连接关系如图2所示，M0S管Q1的通断由第一开关信号 DRQ1控制，从而实现控制太阳能电池板的接入和切断。[〇〇511负载输出单元140包括M0S管Q2和电阻R6,连接关系如图2所示，M0S管Q2的通断由第二开关信号DRQ2控制，从而控制实现主功率电路100是否对负载输出工作电压。[〇〇52] 功率控制单元120包括M0S管Q3、电阻R7、电阻R8、M0S管Q4、电阻R10以及电感L1，连接关系如图2所示；其中，M0S管Q3的通断由第一调整信号H0控制，M0S管Q4的通断由第二调整信号L0控制。[〇〇53] 蓄电池控制单元130包括M0S管Q5和电阻R13,连接关系如图2所示，M0S管Q5的通断由第三开关信号DQR3控制，进而实现蓄电池的充放电。[〇〇54]电压检测单元包括由电容C1、电阻R1以及电阻R2组成的第一电压检测单元151，用于检测太阳能电池板的输出电压V-PV，连接关系如图2所示；以及由电阻C3、电阻R1和电阻 R2组成的第二电压检测单元152，用于检测蓄电池的输出电压VBAT; V-PV和VBAT均被传输至处理单元。[〇〇55]电流检测单元160包括电阻R4,连接关系如图2所示，从电阻R4和电阻R3的连接点产生太阳能电池板的输出电流1-PV，并发送至处理单元。[〇〇56] 参照图3A，开关电路200包括第一开关单元210、第二开关单元220以及第三控制单元。其中，第一开关单元210包括三极管Q7、电阻R15和电阻R16,连接关系如图所示;三极管 Q71通过电阻R15接收来自主控模块的第一控制信号C0N1，并从集电极产生第一开关信号 DRQ1，以控制太阳能电池板控制单元110工作。第二开关单元220包括三极管Q8、电阻R17和电阻R18,连接关系如图所示；三极管Q8通过电阻R17接收来自主控模块的第二控制信号 C0N2,并从集电极产生第二开关信号DRQ2,以控制负载输出单元140工作。第三开关单元230 包括三极管Q9、电阻R19和电阻R20,连接关系如图所示;三极管Q9通过电阻R19接收来自主控模块的第三控制信号C0N3,并从集电极产生第三开关信号DRQ4,以控制蓄电池的充放电。 [〇〇57] 参照图3B，驱动电路300采用HVM专用芯片，其型号为HIP2102,其LI和HI引脚分别接收由处理单元发出的PWM_L信号和PWM_H信号，PWM_L信号和PWM_H信号频率相同，且在时序上互补。因此，HIP2102芯片在PWM_U^PWM_H信号的驱动下，从其H0和L0引脚分别输出驱动信号H0和L0,以分别驱动功率控制单元120中的M0S管Q3和M0S管Q4通断。[〇〇58]进一步的，参照图2、图4，MPPT模块还包括过流保护电路400，所述过流保护电路 400包括第一过流检测单元和第二过流检测单元和过流保护芯片;其中，第一过流检测单元包括电阻R12,连接关系如图所示，因此，从电阻R12与电阻R13的连接点产生蓄电池的工作电流信号IBAT_IN;第二过流检测单元包括电阻R5,连接关系如图所示，因此，从电阻R5与电阻6的连接点产生负载供电电流信号ILED_IN;过流保护芯片采用AS358M，其+1引脚和+2引脚分别接收蓄电池的工作电流信号IBAT_IN和负载供电电流信号ILED_IN，当IBAT_IN和 ILED_IN过载时，通过01引脚和02引脚向处理单元发送1-BAT信号和1-LED信号。[〇〇59]参照图5，DC-DC升压模块采用PWM DC/DC转换器实现，其将蓄电池输出的5V电压 (VCC)经过升压后，转换为12V电压。在实际使用时，需要在DC-DC升压模块的输出端Vout连接一个接线端子，方便与汽车电瓶的输出端连接。
【主权项】
1.一种光伏车载电源，其特征是，包括蓄电池、太阳能电池板以及控制器;所述控制器 包括:充放电控制模块，用于控制太阳能电池板对蓄电池充电，以及蓄电池的放电；DC-DC升压模块，用于将蓄电池的输出电压进行升压，以供汽车的点火器使用；所述充放电控制模块包括MPPT模块和主控模块；所述MPPT模块包括主功率电路、驱动电路以及开关电路；所述主功率电路，包括:太阳能电池板控制单元，用于控制主功率电路与太阳能电池板之间的导通和断开； 功率控制单元，用于控制对蓄电池的充电功率；蓄电池控制单元，用于控制蓄电池的充放电；负载输出单元，用于控制太阳能电池板或蓄电池对负载供电；电压检测单元，用于检测太阳能电池板的输出电压和蓄电池的工作电压，并发送至主 控模块;以及电流检测单元，用于检测太阳能电池板的输出电流，并发送至主控模块；主控模块响应于从电压检测单元和电流检测单元接收的数据，以发出相应的控制信号 和PWM信号；驱动电路响应于主控模块发出的PWM控制信号，以驱动功率控制单元工作；开关电路响应于主控模块发出的控制信号，以分别控制太阳能电池板控制单元、蓄电 池控制单元、负载输出单元工作。2.根据权利要求1所述的光伏车载电源，其特征是，所述开关电路包括:第一开关单元，响应于来自主控模块的第一控制信号，以控制太阳能电池板控制单元 工作；第二开关单元，响应于来自主控模块的第二控制信号，以控制蓄电池控制单元工作； 第三控制单元，响应于来自主控模块的第三控制信号，以控制负载输出单元工作。3.根据权利要求1所述的光伏车载电源，其特征是，所述MPPT模块还包括过流保护电 路;所述过流保护电路包括:第一电流检测单元，用于检测电池的输出电流；第二电流检测单元，用于检测负载的供电电流；过流保护芯片，耦接于第一电流检测单元和第二电流检测单元的输出端，用于在电池 的输出电流或负载的供电电流超限时，向主控模块输出相应的过流信号。4.根据权利要求1所述的光伏车载电源，其特征是，所述主控模块包括处理单元、USB通 信单元、调试接口单元、电源稳压单元以及时钟单元;所述驱动电路、开关电路、USB通信单 元、调试接口单元以及时钟单元均与处理单元親接。5.根据权利要求4所述的光伏车载电源，其特征是，所述主控模块还包括温度检测电 路，用于检测蓄电池的温度，并发送至处理单元。6.根据权利要求5所述的光伏车载电源，其特征是，所述主控模块还包括LED显示电路， 其耦接于处理单元，以用于MPPT模块的工作状态。7.根据权利要求1所述的光伏车载电源，其特征是，所述充放电控制模块还包括红外模 块，所述红外模块与主控模块耦接。
【文档编号】H02J7/35GK205583813SQ201620261679
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】熊日辉, 李云峰
【申请人】中国计量学院