[实用新型]太阳能充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能控制器技术领域，给出一种太阳能充电电路，尤其是一种高效率的光伏能量收集电路拓扑结构。

背景技术

光伏发电是一种具有广阔应用前景的新型可再生能源，利用蓄电池储能的独立光伏发电系统在通讯、野外作业、偏远地区照明灯领域中得到广泛应用。该系统的关键是把光伏电池组件收集电能高效的存储到蓄电池中。由于受日照、环境温度、蓄电池BAT工作情况的影响，光伏电池的输出电压、电流随时间变化，其输出功率输出不稳定，特别是由于低压差和负压差而导致光伏电池收集的电能不能充进蓄电池的情况，降低了系统能量转换效率。

现有的光伏电池能量收集装置中，通常没有完善的蓄电池防反接保护措施，当发生蓄电池反接时，由于电感续流回路的作用会造成蓄电池直接短路，导致引发火灾、人身伤害等严重事故。

因此，针对现有技术不足，提供一种安全的、高效率的的光伏能量收集电路拓扑结构甚为必要。

发明内容

本实用新型的目的是给出一种太阳能充电电路，尤其是一种高效率的光伏能量收集电路拓扑结构，实现光伏电池在不同光照、温度等复杂气候下的最大能量收集，以解决蓄电池不慎带电极性反接造成蓄电池在续流回路中形成短路引发事故的问题。

为此给出太阳能充电电路，包括主开关管VT1、储能电感L1和防反二极管D1：

主开关管VT1与所接入的太阳能电池PV串联形成供能电路，供能电路串联储能电感L1形成储能回路；

防反二极管D1与所接入的蓄电池BAT串联形成受能电路，受能电路串联储能电感L1形成续流回路；

供能电路和受能电路并联；

其特征是：

续流回路中串接有受蓄电池BAT接入极性控制的保护开关K1，蓄电池BAT带电接入极性正确则保护开关K1闭合，蓄电池BAT带电极性反接则保护开关K1断开。

当蓄电池BAT正确连接时，保护开关K1导通，续流回路才接通；当蓄电池BAT极性反接时，保护开关K1断开，续流回路断路，防止了蓄电池BAT反接时造成的短路事故的发生。主开关管VT1和防反二极管D1起到了防倒灌的作用，防止夜间蓄电池BAT向光伏电池倒灌电流。

本实用新型的电路拓扑可以实现升/降压变换，较好地提高了蓄电池BAT的电荷收集能力，实现了光伏电池在不同光照、温度等复杂气候下的最大能量收集，保证了弱光条件下的能量收集，主开关管VT1可以采用PWM控制模式，储能电感L1保证了太阳能电池PV输出电流的连续性，提高了最大功率跟踪（MPPT）的效率。

附图说明

图1是第一个太阳能充电电路的电路图。

图2是第二个太阳能充电电路的电路图。

图3是第三个太阳能充电电路的电路图。

图4是第四个太阳能充电电路的电路图。

具体实施方式

太阳能充电电路如图1、2、3或4，包括主开关管VT1、储能电感L1和防反二极管D1。主开关管VT1与所接入的太阳能电池PV串联形成供能电路，供能电路串联储能电感L1形成储能回路。防反二极管D1与所接入的蓄电池BAT串联形成受能电路，受能电路串联储能电感L1形成续流回路。本实用新型与现有技术的区别是，续流回路中串接有受蓄电池BAT接入极性控制的保护开关K1，蓄电池BAT带电接入极性正确则保护开关K1闭合，蓄电池BAT带电极性反接则保护开关K1断开。

主开关管VT1可以是MOSFET管或IGBT管，防反二极管D1可以是MOSFET管的寄生体二极管或IGBT管的寄生体二极管，保护开关K1可以是MOSFET管、IGBT管、继电器或接触器。

上述太阳能充电电路的工作原理是，太阳能电池PV在储能回路中供电，储能电感L1存储该电能，然后储能电感L1在续流回路中把所存储的电能释放给蓄电池BAT。由此看出，供能电路和受能电路是并联的。当蓄电池BAT正确连接时，保护开关K1导通，续流回路才接通；当蓄电池BAT极性反接时，保护开关K1断开，续流回路断路，防止了蓄电池BAT反接时造成的短路事故的发生。主开关管VT1和防反二极管D1起到了防倒灌的作用，防止夜间蓄电池BAT向光伏电池倒灌电流。

最后应当说明的是，改变主开关管VT1、储能电感L1、防反二极管D1、保护开关K1的相互位置，还可以得到其他电路拓扑实施例。

在其它实施例中：主开关管VT1可以有至少两个，这些主开关管相互并联；储能电感L1可以有至少两个，这些储能电感相互并联或串联；防反二极管D1可以有至少两个，这些防反二极管相互并联。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。