[实用新型]一种太阳能充电控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，特别是涉及一种太阳能充电控制电路。

背景技术

太阳能作为一种新的能源，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，对环境不产生任何污染，成为各国政府开发无污染、可持续发展新型能源的首选。太阳能电池可以以较高的效率把太阳能直接转换为电能，不对环境产生任何污染，是一种绿色的发电方式。在光伏发电系统中，铅酸蓄电池和太阳能充电控制器均是太阳能光伏系统中重要的部件，蓄电池可以储存太阳能电池发出的不稳定、不连续的电能，保证光伏系统有稳定的输出。而充电控制器的优劣不但决定蓄电池的使用寿命，而且还直接影响光伏系统的电力输出性能。

目前，市场上有很多太阳能充电控制器，但存在如下问题：

1、一些使用简单控制电压的充电控制器，当蓄电池电压上升到过充电压时（此时蓄电池并未真正完全充满），控制器自动断开充电回路，然而由于蓄电池内阻的作用，断开充电回路后，蓄电池的电压会立即下降。而当充电回路接通及断开用电负载后，同样由于蓄电池内阻的原因，蓄电池的电压会立即上升。如此反复，充电控制器极易产生振荡，不但使控制器不能正常工作，而且还容易损坏蓄电池。同时在给蓄电池充电时，大电流会造成能量损失，而且在充电后期会产生大量气体，使蓄电池寿命缩短，但是以小电流充电就需要很长时间，无法做到快速充电，并且充电电流不同，对蓄电池容量的恢复也不同。

2、现有的简易型太阳能充电控制器在蓄电池充满后，为保护蓄电池，对太阳能电池板的正负极进行短路，这样会造成太阳能电池板阵列的节温过高，容易损坏太阳能电池板，降低太阳能电池板的使用寿命。

3、一些太阳能充电控制器，在充电回路中，采用串入二极管的方式防止反接和防止夜间蓄电池电流倒灌，在充电时，二极管的导通损耗很大，降低了控制器的效率。

4、现有的充电控制器普遍没有太阳能电池的最大功率电跟踪（MPPT）的功能，导致太阳能电池板的能量转换效率（发电功率）得不到有效的提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的太阳能充电控制器存在的缺陷，针对大中型太阳能光伏电站的使用要求，开发出一种大容量、高效率、低成本、使用寿命更长、电池管理更精确、系统更智能的太阳能充电控制电路。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现。

一种太阳能充电控制电路，用于控制太阳能电池向蓄电池充电并向负载供电，包括电源转换电路、采样电路、微控制器、PWM功率驱动电路和输出保护及功率驱动电路、充电回路和负载回路；

太阳能电池的正极、蓄电池的正极和负载的正极连在一起；太阳能电池的正极和负极之间接有具有防雷保护功能的瞬态电压抑制二极管TVS；蓄电池的负极通过两个并联保险盒FUSE1、FUSE2与逻辑公共地BGND连接；

充电回路包括MOSFET Q10、Q11、Q12、Q20、Q21和Q22，采用并联功率MOSFET阵列结构，Q10、Q11和Q12的源极共同接太阳能电池的负极，Q10、Q11和Q12的栅极共同接PWM功率驱动电路，Q10的漏极接Q20的漏极，Q11的漏极接Q21的漏极，Q22的漏极接Q22的漏极，Q20、Q21和Q22的源极接逻辑公共地BGND，Q20、Q21和Q22的栅极共同接PWM功率驱动电路；

负载回路包括MOSFET Q30、Q31和Q32，Q30、Q31和Q32的栅极共同接输出保护及功率驱动电路，Q30、Q31和Q32的漏极接负载的负极，Q30、Q31和Q32的源极接在一起；

微控制器通过所述输出保护及功率驱动电路控制Q30、Q31和Q32的导通与关断；充电电流采样电阻串联在Q20、Q21和Q22与逻辑公共地BGND之间；负载电流采样电阻串联在功率MOSFET Q30、Q31和Q32与逻辑公共地BGND之间；

电源转换电路产生两个电源电压+12VB和+5VB，+12VB输出连接PWM功率驱动电路和输出保护及功率驱动电路，+5VB输出连接微控制器；

采样电路采样太阳能电池电压信号、充电电流信号、蓄电池电压信号、负载电流信号、蓄电池温度信号，送到微控制器，产生PWM控制信号与负载开关信号；

微控制器通过PWM功率驱动电路控制充电回路功率MOSFET阵列的导通与关断，实现PWM充电模式；微控制器通过负载的输出保护及功率驱动电路控制负载回路的功率MOSFET阵列的导通与关断。