一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置，包括依次电性连接的太阳能电池板、控制电路和蓄电池；所述控制电路包括依次电性连接输入保护滤波单元、两路交错并联Buck单元和输出保护采样单元。本实用新型专利技术可抑制输出电流纹波，有效减小电感量；可降低输出滤波器容量；交错并联的方式可以增大输出电流，有效增大系统输出功率；设置继电器RY1、RY2来取代传统防反充和负载过流保护电路中的MOS管，有效提高电路可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置，包括依次电性连接的太阳能电池板、控制电路和蓄电池；所述控制电路包括依次电性连接输入保护滤波单元、两路交错并联Buck单元和输出保护采样单元。本技术可抑制输出电流纹波，有效减小电感量；可降低输出滤波器容量；交错并联的方式可以增大输出电流，有效增大系统输出功率；设置继电器RY1、RY2来取代传统防反充和负载过流保护电路中的MOS管，有效提高电路可靠性。【专利说明】—种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置
本技术涉及太阳能充电装置
，特别是涉及一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置。
技术介绍
太阳能充电装置是指太阳能电池板对蓄电池进行充电的装置，当太阳能电池的输入电压很高而配备的蓄电池电压等级较低时，现有的太阳能控制器技术通常是采用经典Buck电路实现电压的变换和太阳能电池板输出功率的控制。但传统的单路Buck电路存在一些缺点,如电感电流纹波较大、输出滤波器的容量较大、系统输出功率较低。现有技术一般采用MOS管串联在太阳能电池板与电压变换电路之间，以防止蓄电池向太阳能电池板反向充电，而当MOS管故障损坏时，可能出现MOS管直通而造成电路装置的损坏，可靠性较低。针对以上不足，提出一种可以抑制输出电流纹波，降低输出滤波器容量，增大系统功率输出，以及提高可靠性的方案甚为必要。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可抑制电流纹波、增大输出功率、电路可靠性高的基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置。实现本技术目的的技术方案是:一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置，包括依次电性连接的太阳能电池板、控制电路和蓄电池；所述控制电路包括依次电性连接输入保护滤波单元、两路交错并联Buck单元和输出保护采样单元。上述技术方案所述两路交错并联Buck单元由MOS管Ql、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2、电感L1、电感L2、电容C2组成；所述MOS管Ql、二极管Dl、电感L1、电容C2组成第一 Buck电路；所述MOS管Q2、二极管D2、电感L2、电容C2组成第二 Buck电路；所述MOS管Ql的漏极和MOS管Q2的漏极相连形成两路交错并联Buck单元的输入端，MOS管Ql的源极S和二极管Dl的阴极相连后接到电感LI的一端；所述二极管Dl的阳极接地；所述MOS管Q2的源极S和二极管D2的阴极相连后接到电感L2的一端；所述二极管Dl的阳极接地；所述电感LI的另一端、电感L2的另一端和电容C2的正极性端共同接到输出保护采样单元的正极性端；所述电容C2的负极性端接地。上述技术方案所述输入保护滤波单元由保险管F1、继电器RY1、电容Cl组成；所述保险管Fl的一端接太阳能电池板的正极，保险管Fl的另一端接继电器RYl的一端；所述继电器RYl的另一端和电容Cl的正极性端相连后接两路交错并联Buck单元的输入端；所述电容Cl的负极性端同时接太阳能电池板的负极输出端和地端。上述技术方案所述输出保护采样单元由保险管F2、继电器RY2和电流采样单元组成；所述保险管F2的一端为输出保护采样单元的正极性输入端，保险管F2的另一端接继电器RY2的一端；所述继电器RY2的另一端接蓄电池E的正极端，电流采样单元串联于蓄电池E的负极性端和地端之间。采用上述技术方案后，本技术具有以下积极的效果:(I)本技术可抑制输出电流纹波，有效减小电感量；(2)本技术可降低输出滤波器容量；(3)本技术的交错并联的方式可以增大输出电流，有效增大系统输出功率；(4)本技术设置继电器RY1、RY2来取代传统防反充和负载过流保护电路中的MOS管,有效提闻电路可罪性。【专利附图】【附图说明】为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1为本技术的原理图；图2为本技术的控制电路的原理图；图3为本技术的交错并联Buck电路工作原理图；图4为本技术的两路交错并联Buck电路输出电流归一化纹波幅值与占空比关系图；附图中标号为:太阳能电池板1、控制电路2、输入保护滤波单元21、两路交错并联Buck单元22、输出保护采样单元23、蓄电池3。【具体实施方式】(实施例1)见图1和图2，本技术包括依次电性连接的太阳能电池板1、控制电路2和蓄电池3 ;控制电路2包括依次电性连接输入保护滤波单元21、两路交错并联Buck单元22和输出保护采样单元23。两路交错并联Buck单元22由MOS管Ql ,MOS管Q2、二极管Dl、二极管D2、电感L1、电感L2、电容C2组成；M0S管Ql、二极管D1、电感L1、电容C2组成第一 Buck电路；M0S管Q2、二极管D2、电感L2、电容C2组成第二 Buck电路；M0S管Ql的漏极和MOS管Q2的漏极相连形成两路交错并联Buck单元22的输入端，MOS管Ql的源极S和二极管Dl的阴极相连后接到电感LI的一端；二极管Dl的阳极接地；M0S管Q2的源极S和二极管D2的阴极相连后接到电感L2的一端；二极管Dl的阳极接地；电感LI的另一端、电感L2的另一端和电容C2的正极性端共同接到输出保护采样单元23的正极性端；电容C2的负极性端接地。输入保护滤波单元21由保险管F1、继电器RY1、电容Cl组成；保险管Fl的一端接太阳能电池板的正极，保险管Fl的另一端接继电器RYl的一端；继电器RYl的另一端和电容Cl的正极性端相连后接两路交错并联Buck单元22的输入端；电容Cl的负极性端同时接太阳能电池板I的负极输出端和地端。输出保护采样单元23由保险管F2、继电器RY2和电流采样单元组成；保险管F2的一端为输出保护采样单元23的正极性输入端，保险管F2的另一端接继电器RY2的一端；继电器RY2的另一端接蓄电池E的正极端，电流采样单元串联于蓄电池E的负极性端和地端之间。本技术的工作原理为:如图3所示，两路功率管的驱动信号占空比大小相等，相位相差180°，单路Buck电路电流纹波较大，两路交错并联Buck单元22的总电流由两个单路Buck电路电流叠加而成，由于两路电流相位相差180°，叠加后的电流纹波大幅减小，有效减小电感量，从而降低输出滤波器容量，而且交错并联的方式可以增大输出电流，有效增大了系统输出功率。如图4所示，为输出电流归一化纹波幅值与电路驱动信号占空比的关系图，从图中可以看出，当功率管的驱动信号占空比为0.5时，归一化输出电流纹波大小为O ;太阳能电池板I在最大功率点工作时，正常输出电压在17.5V左右，而常规蓄电池3的充电电压在12V左右，因而Buck电路正常工作时的占空比D约为12/17.5=0.686，当采用两路交错并联时，输出电流纹波比单路Buck电路要小，从而有效减小输出电流的纹波幅值。以上所述的具体实施例，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于交错拓扑的低电流纹波太阳能充电装置，其特征在于：包括依次电性连接的太阳能电池板（1）、控制电路（2）和蓄电池（3）；所述控制电路（2）包括依次电性连接输入保护滤波单元（21）、两路交错并联Buck单元（22）和输出保护采样单元（23）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王念春，吴晓玉，王晓龙，秦天平，江志明，丁凯，滕春阳，
申请(专利权)人：江苏英伟特新能源技术有限公司，东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32