[实用新型]一种具有最大功率点同步跟踪功能的光伏充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于光伏充电的具有最大功率点同步跟踪功能的光伏充电电路，属于太阳能充电技术领域。

背景技术

太阳能是清洁无污染的可再生能源，利用太阳能是世界能源发展战略的重要内容之一，其中太阳能发电最受瞩目，而太阳能电池作为把太阳能转换为电能的功能型材料和器件已被广泛应用。光伏发电不仅拥有良好的经济前景，且随其产业化的发展，将提供越来越多的就业机会。太阳能光伏发电在国民经济中的作用和影响已越来越大，光伏发电市场发展前景相当广阔，已经引起了世界许多国家的高度重视。

光伏储能系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池和控制器组成。由于太阳能电池的输出电能很大程度受光照与温度等环境条件的影响，存在着最大功率点问题。因此，如何使太阳能电池达到较好的充电效率，提高电池利用率是光伏储能系统主要考虑的问题。特别是在光照强度不足的情况下，需利用MPPT 技术使太阳能电池具有最大的功率输出。

光伏充电发电是利用太阳能组件的光生伏特应，将光能转换为电能，并储存在蓄电池中供负载使用。它是集太阳能光伏技术和蓄电池技术于一体的新兴技术。但在现有的光伏充电系统中，较多存在充电效率不高，充电控制不合适的情况。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有光伏充电存在的不足，本实用新型提供了一种具有最大功率点同步跟踪功能的光伏充电电路；本实用新型采用德州仪器（TI）公司的光伏电池专用芯片BQ24650，将充电过程分为预充电模式、恒流充电模式、恒压充电模式三个阶段，控制合适的充电模式，提高充电效率。

技术方案：一种具有最大功率点同步跟踪功能的光伏充电电路，包括功率变换模块、电压电流检查模块、PWM模块、负载反馈模块、主控制芯片模块和温度检测模块；所述光伏组件通过端子接入光伏充电电路的功率变换模块；所述功率变换模块分别通过电压电流检测模块和负载反馈模块与主控制芯片模块连接；所述主控制芯片模块的输出端连接PWM模块；所述PWM模块的输出端连接功率变换模块；所述温度检测模块的输出端连接主控制芯片模块。

所述主控制芯片模块的输出端连接有显示模块，用于显示充电状态。

所述光伏充电电路的功率变换模块分别通过端子与负载和蓄电池连接。

所述光伏充电电路采用德州仪器（TI）公司的光伏电池专用充电芯片BQ24650，其充电过程可分为预充电模式、恒流充电模式、恒压充电模式三个阶段。当充电电流达到快速充电模式时的1/10时，充电将终止。预充电模式的时间固定为30分钟，当蓄电池电压降低到内部门限电压时，主控制芯片BQ24650将重新进行一个充电循环，当检测到光伏电池输入电压比蓄电池电压低的时候，主控制芯片BQ24650将会进入低静态电流的睡眠模式，并可通过选择适当的检测电阻调节电路的充电电流。BQ24650具有输入电压检测功能，在输入电压降低到设置的值的时候可以自动降低充电电流，使充电电路保持在最大功率状态。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供的具有最大功率点同步跟踪功能的光伏充电电路有输入过压保护、蓄电池温度检测、空载检测、过热关断等功能，可以自动进入睡眠模式和低功耗模式。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路拓扑结构图。

图2是本实用新型实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，具有最大功率点同步跟踪功能的光伏充电电路，包括功率变换模块、电压电流检查模块、PWM模块、负载反馈模块、主控制芯片模块（主控制芯片U1）和温度检测模块；光伏组件通过端子接入光伏充电电路的功率变换模块；功率变换模块分别通过电压电流检测模块和负载反馈模块与主控制芯片模块连接；主控制芯片模块的输出端连接PWM模块；PWM模块的输出端连接功率变换模块；温度检测模块的输出端连接主控制芯片模块。

主控制芯片模块的输出端连接有显示模块，用于显示充电状态。

光伏充电电路的功率变换模块分别通过端子与负载和蓄电池连接。

主控制芯片模块采用充电芯片BQ24650。

如图2所示，光伏组件通过端子Vin接入电路中，电阻R5、电容C1组成阻容滤波电路，过滤后的输入电压经由电阻R3、电阻R4组成的分压电路接入到主控制芯片U1的MPPSET脚，使主控制芯片U1可以实时跟踪光伏组件的输出情况来调节PWM的占空比，改变充电模式。二极管D1为保护二极管，输入电压经过阻容电路的电阻R6和电容C2提供给主控制芯片U1的工作电压。电容C6为输入端滤波电容，电阻R11为可选电阻，当电阻R11焊接时负载可以直接从光伏组件取电，当电阻R11不焊接时，负载只能从蓄电池端取电。电容C11为输出端滤波电容，二极管D5防止电流逆流。MOS管Q1、MOS管Q2和电感L以及自举电容C5、自举二极管D2构成功率变换电路，由主控制芯片U1的BTST脚输出PWM信号控制MOS管Q1和MOS管Q2的通断实现功率变换，电容C4是滤波电容。电压输出端的电阻Rsr为20mΩ的采样电阻，主控制芯片U1通过检测其SRP和SRN两脚之间的电压实现充电点电流的检测，电容C7和电容C12为滤波电容。电容C8和电容C9为输出滤波电容，电阻R1、电阻R2和电容C10构成蓄电池电压反馈电路，根据选电池电压调节PWM输出从而改变充电模式。电阻R7、LED灯D3和电阻R8、LED灯D4分别构成“充电中”指示灯和“充电完成”指示灯，电阻网络R9、电阻R10和电阻R15构成温度检测电路，主控制芯片U1在检测到蓄电池温度过高时，可以自动切断蓄电池的充电。电阻R12、电阻R13和电阻R14为耦合电阻，用于连接模拟地和信号地，电容C3为旁路电容。功率变换输出端通过端子接到蓄电池进行充电，另一路通过二极管D5为负载供电。