[发明专利]一种电动自行车独立光伏充电装置及其充电方法

说明书

技术领域：

本发明属于独立光伏发电技术领域，尤其涉及一种电动自行车独立光伏充电装置及其充电方法。

背景技术：

独立光伏发电系统能够将取之不尽用之不竭的太阳能转化为电能，独立光伏发电在生活中应用非常广泛。光伏充电装置是将太阳能电池板输出的电能储存在蓄电池中供负载使用，独立光伏充电装置中光伏电池板功率输出受光照强度、环境温度和湿度等因素影响，通过最大功率点跟踪控制器的设计提高独立光伏充电装置的工作效率。

最大功率点跟踪控制器通过实时采集光伏电池板的电压值和电流值，经过调整和寻优，加入最大功率点跟踪控制方法，目前已有扰动观察法、电压跟踪法、实际测量法、直线拟合法、模糊控制法和导纳增量法等，根据光伏充电装置的要求选择控制方法使光伏充电装置达到最大功率输出。蓄电池的充电方法直接影响到光伏发电系统的性能，目前最常用的蓄电池为铅酸蓄电池，其充电控制方法包括恒流充电、恒压充电、两阶段和三阶段充电方法。

电动自行车是一种绿色环保的交通工具，在面临能源危机、环境危机、生态危机的当代社会是非常受欢迎的便利交通工具。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电动自行车独立光伏充电装置及其充电方法，其目的是解决独立光伏发电系统运行稳定性和效率问题，提高可再生能源利用率。

本发明的技术方案是：一种电动自行车独立光伏充电装置包括太阳能电池板、升压电路、蓄电池、升降压电路、控制器、继电器、驱动电路、电压电流检测电路；太阳能电池板、升压电路、第一继电器、蓄电池、升降压电路、第二继电器依次连接，第二继电器的输出端与电动自行车蓄电池连接；控制器通过第一驱动电路与升压电路连接，通过第二驱动电路与升降压电路连接；太阳能电池板的输出端与第一电压电流检测电路的输入端连接，升压电路的输出端通过第一继电器与第二电压电流检测电路的输入端连接，升降压电路的输出端通过第二继电器与第三电压电流检测电路的输入端连接；第一电压电流检测电路、第二电压电流检测电路、第三电压电流检测电路检测的电压电流信号均输出给控制器，控制器通过计算被检测信号和控制要求控制第一驱动电路输出PWM信号给升压电路中的NMOS管，控制升压电路给蓄电池充电，控制器还控制第二驱动电路输出PWM信号给升降压电路中的NMOS管，控制升降压电路给电动自行车蓄电池充电；控制器还输出控制信号给第一继电器和第二继电器，控制第一继电器和第二继电器的通断；太阳能电池板产生的电流通过升压电路给蓄电池充电，蓄电池放电产生的电流通过升降压电路给电动自行车蓄电池充电。

升压电路采用双boost电路，包括电容Cz1、电容Cz2、电容Cz3、电压传感器TBV1、电压传感器TBV2、电流传感器TBC1、电流传感器TBC2、电感Lz1、电感Lz2、NMOS管1、NMOS管2、二极管Dz1、二极管Dz2；电容Cz2一端分别与太阳能电池板一输出端、电容Cz3一端、电阻Rz2一端、电流传感器TBC1原边的输入端引脚相连，电容Cz2另一端分别与太阳能电池板另一输出端、电容Cz3另一端、电压传感器TBV1原边的输入端引脚2相连，电阻Rz2另一端与电压传感器TBV1引脚1相连；电流传感器TBC1输出端引脚分别与电感Lz1一端、电感Lz2一端相连，电感Lz1另一端分别与二极管Dz1阳极、NMOS管1漏极相连，电感Lz2另一端分别与二极管Dz2阳极、NMOS管2漏极相连，二极管Dz1阴极分别与二极管Dz2阴极、电容Cz1一端相连，电容Cz1另一端分别与NMOS管1源极、NMOS管2源极、电压传感器TBV1原边输入端引脚2、电压传感器TBV2原边输入端引脚2相连；电压传感器TBV1、电压传感器TBV2均采用HNV025A型电压传感器。

升降压电路包括电容Cz4、电压传感器TBV3、电流传感器TBC3、电感Lz3、NMOS管3、二极管Dz9、继电器U9；蓄电池的阳极与NMOS管3的漏极相连，NMOS管3的源极与电感Lz3的一端相连，电感Lz3另一端与蓄电池负极相连，NMOS管3源极还与二极管Dz9阴极相连，二极管Dz9阳极分别与电流传感器TBC3的原边输入端引脚、电容Cz4的一端相连，电容Cz4另一端分别与蓄电池的负极、电压传感器TBV3的原边输入端引脚2相连，电流传感器TBC3原边输出端引脚与继电器U9的主触点3相连，继电器U9的主触点2与电阻Rz20的一端相连，电阻Rz20的另一端与电压传感器TBV3原边输入端引脚1连接；电压传感器TBV3采用HNV025A型电压传感器。

蓄电池采用铅酸蓄电池或锂电池。