太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路，包括模式智能辨识子电路、多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路和最大功率控制子电路。模式辨识子电路连接电路端子(AV‑)和端子(AV‑)，多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路连接整流桥的正极(PV+)和负极(B‑)，最大功率控制子电路的电压检测子电路连接在正极(VBUS+)和负极(GND)之间，其主要特征是：设计了模式智能辨识子电路、多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路。通过整流桥和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路，将开路电压等级(80～300VDC)的太阳能电池板，或者是交流(220VAC)电压，升压为直流(400VDC)电压(正极(VBUS+)和负极(GND)之间)，减少系统电流，降低了损耗，提高光伏水泵系统的利用率。

Intelligent identification and control circuit of solar photovoltaic water pump AC and DC

The invention relates to a solar photovoltaic pump AC and DC intelligent identification and control circuit, which comprises a pattern intelligent identification sub circuit, a continuous conduction mode (CCM) PFC switch circuit and a maximum power control sub circuit of a multistage switch power supply. The sub circuit connection mode identification circuit terminal (AV) and the terminal (AV), multistage switching power supply continuous conduction mode (CCM) positive PFC sub circuit connecting bridge rectifier (PV+) and negative (B), voltage detection circuit for maximum power control sub circuit connected to the positive electrode (VBUS+) and negative (GND), its main features are: design the model of intelligent identification of sub circuit and multistage switching power supply continuous conduction mode (CCM) PFC circuit. Pass through the continuous pilot mode rectifier and multistage switching power supply (CCM) PFC sub circuit, open circuit voltage (80 ~ 300VDC) of the solar panels, or (220VAC) AC voltage, DC voltage step-up (400VDC) (positive (VBUS+) and negative (GND) between), reduce the system current, reduce the loss, improve the utilization rate of photovoltaic pump system.

【技术实现步骤摘要】
太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路
本专利技术属于太阳能光伏水泵
，具体涉及一种太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路。
技术介绍
当今，随着常规能源如石油、煤炭等消耗量的大量增加，日益恶化的生态环境，迫使世界各国积极寻找一条新的可持续发展的能源之路。太阳能、风能、地热能等清洁能源已逐渐受到人类的重视，而其中，太阳能无疑处于最突出的地位。在我国大西北、西藏和内蒙古等远离电网的偏远地区，很多人喝不到洁净的饮用水，而这些地区却是太阳能资源非常丰富的地区，因此，在这些地区广泛推广应用太阳能光伏水泵技术，具有明显的经济效益和社会效益。图1为目前广泛应用的太阳能光伏水泵控制电路。其中二极管T7D1(1)、电阻T7R1(2)、T7R2(25)和稳压二极管T7Z1(23)、场效应管T7(27)共同构成电路的防反接逻辑子电路。单独使用太阳能电池板时，太阳能电池板的正极必须接在B+/S+，太阳能电池板的负极必须接在B-/S-，电流由B+/S+经过二极管T7D1(1)、电阻T7R1(2)、电阻T7R2(25)，最后到达场效应管T7(27)。当太阳能电池板的正负极安装正确，在电阻T7R2(25)和稳压二极管T7Z1(23)两端上产生正向电压降，即在场效应管T7(27)的G-S端之间产生一定电压差(压差由稳压二级管T7Z1(23)稳压值确定)，根据场效应管T7(27)的特性，当场效应管T7(27)的G-S端之间没有压差时，场效应管T7(27)的S-D为单向导通，场效应管电流只能由D流向S，当场效应管T7(27)的G-S端之间产生一定电压差时，场效应管T7(27)的S-D双向导通，电流可由S流向D，也可以由D流向S，此时电路主回路接通，电源模块电路(3)形成回路，集中控制器(13)开始工作。如果太阳能电池板的正负极安装错误，在稳压二极管T7Z1(23)上产生不了正电压，则场效应管T7(27)的S-D为单向导通，场效应管电流只能由D流向S，不能由S流向D，从而电路主回路不能形成回路，电源模块电路(3)不能形成回路，集中控制器(13)不能工作。特别要注意的是，单独使用太阳能电池板时，如果把太阳能电池板的正极接在PV+，太阳能电池板的负极接在PV-，电流经由电源模块(3)到达场效应管T8(18)的时候，因为场效应管T8(18)的G-S端的电压是由集中控制器(13)的端口(13-1)产生，此时集中控制器(13)还没有供电，因此场效应管T8(18)的G-S端之间未产生一定电压差，场效应管T8(18)的S-D为单向导通，场效应管电流只能由D流向S，不能由S流向D，从而电路主回路不能形成回路，电源模块电路(3)不能形成回路，集中控制器(13)不能工作。特别要注意的是，使用太阳能电池板时，加载在太阳能直流光伏水泵两端的电压由太阳能电池板的开路电压决定。因此只能根据系统配置的太阳能电池板的开路电压选择合适的太阳能直流光伏水泵，以达到提高系统效率；或者根据太阳能直流光伏水泵的额定工作电压范围，配置太阳能电池板，这对太阳能电池板和太阳能直流水泵的匹配性要求较高。通过上面论述，可以看出目前广泛应用的太阳能光伏水泵控制电路的主要缺陷在于：一是电路不能自动判断是太阳能电池板供电还是交流电源供电，同时太阳能光伏直流供电和交流电源供电不能互换使用；二是在太阳能电池板供电模式时，不同功率等级的太阳能电池板提供的开路电压相差比较大，需要配不同电压等级的太阳能直流光伏水泵以适应不同开路电压的太阳能电池板，需要水泵的种类多，不利于产品的使用和推广，同时对于开路电压较低的太阳能电池板，驱动大功率太阳能直流光伏水泵时，电流也较大，这样带来的损耗也比较大，导致太阳能电池板利用率低。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是针对目前广泛应用的太阳能光伏水泵控制电路所存在的问题和不足之处，提供一种太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路，特别是一种对太阳能光伏水泵可自动判断是太阳能电池板供电还是交流供电的智能辨识控制电路，通过整流桥和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路，将开路电压等级(80～300VDC)的太阳能电池板，或者是交流(220VAC)电压，升压为直流(400VDC)电压(正极(VBUS+)和负极(GND)之间)，为光伏水泵提供稳定的电源。本专利技术专利的解决方案是：一种太阳能光伏水泵智能辨识控制电路，包括模式智能辨识子电路、多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路和最大功率控制子电路，模式智能辨识子电路连接电路的端子(AV+)和端子(AV-)，多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路连接全桥的正极(PV+)和负极(B-)之间，最大功率控制子电路的电压检测子电路连接在正极(VBUS+)和负极(GND)之间，最大功率控制子电路的电流检测子电路串联在负极(B-)和负极(GND)之间。本专利技术设计了模式智能辨识子电路和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路设计。该电路可以自动进行供电模式识别，通过整流桥和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路，将开路电压等级(80～300VDC)的太阳能电池板，或者是交流(220VAC)电压，升压为直流(400VDC)电压(正极(VBUS+)和负极(GND)之间)，为光伏水泵提供稳定的电压。同时通过提高太阳能水泵供电电压，在相同功率等级条件下，减少系统电流，降低了系统的损耗，提高系统的利用率。本专利技术专利解决方案中所述模式智能辨识子电路，是由电阻R1(1)、电阻R3(3)、电阻R2(23)、电阻R4(22)、施密特触发器(4)和运算放大器U1(2)构成。其中电阻R1(1)、电阻R3(3)、电阻R2(23)、电阻R4(22)是分压作用，它们与运算放大器U1(2)共同作用构成差分放大电路，运算放大器U1(2)采用单电源供电。当交流电源无论以何种方式接在端子(AV+)和端子(AV-)时，通过运算放大器U1(3)的端口(5/6)之间会产生0～3.3V的正弦波信号，最后通过施密特触发器(4)波形整理电路，将模拟信号波形调整为高、低电平的数字方波信号；当太阳能电池正极接入将端子(AV+)和太阳能电池板的负极接入端子(AV-)时，通过差分放大电路，在运算放大器U1(2)的端口(7)输出3.3V的信号；当太阳能电池正极接入将端子(AV-)和太阳能电池板的负极接入端子(AV+)时，通过差分放大电路，由于采用单电源供电，在运算放大器U1(2)的端口(7)输出0V的信号，最后通过施密特触发器波形整理电路，将模拟信号波形整形为高、低电平的数字信号，集中控制器(13)的端口(13-2)通过检测数字信号为高低变化或高低稳定的信号来确定系统的供电模式。本专利技术专利解决方案中所述多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路设计，是由整流桥(5)、电感L1(9)、肖特基二极管(10)、场效应管T1(18)、电阻R7(19)、电阻R8(20)和PFC专用模块集成芯片(8)构成。通过整流桥和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路，将开路电压等级(80～300VDC)的太阳能电池板，或者是交流(220VAC)电压，升压为直流(400VDC)电压(正极(VBUS+)和负极(GND)之间)。该电路在满载时功率因数最大可达到0.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路，其特征在于，包括模式智能辨识子电路、多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路和最大功率控制子电路，模式智能辨识子电路连接电路的端子(AV‑)和端子(AV‑)，多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路连接整流桥的正极(PV+)和负极(B‑)，最大功率控制子电路的电压检测子电路连接在正极(VBUS+)和负极(GND)之间，最大功率控制子电路的电流检测子电路串联在负极(B‑)和负极(GND)之间；所述电路可以自动进行供电模式识别，通过整流桥和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路，将开路电压等级(80～300VDC)的太阳能电池板或者是交流(220VAC)电压升压为直流(400VDC)电压，为光伏水泵提供稳定的电压。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路，其特征在于，包括模式智能辨识子电路、多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路和最大功率控制子电路，模式智能辨识子电路连接电路的端子(AV-)和端子(AV-)，多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路连接整流桥的正极(PV+)和负极(B-)，最大功率控制子电路的电压检测子电路连接在正极(VBUS+)和负极(GND)之间，最大功率控制子电路的电流检测子电路串联在负极(B-)和负极(GND)之间；所述电路可以自动进行供电模式识别，通过整流桥和多级开关电源的连续导通模式(CCM)PFC子电路，将开路电压等级(80～300VDC)的太阳能电池板或者是交流(220VAC)电压升压为直流(400VDC)电压，为光伏水泵提供稳定的电压。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏水泵交直流智能辨识控制电路，其特征在于：所述模式智能辨识子电路，由电阻R1(1)、电阻R3(3)、电阻R2(23)、电阻R4(22)、施密特触发器(4)和运算放大器U1(2)构成，且运算放大器U1(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：习嘉睿，
申请(专利权)人：习嘉睿，
类型：发明
国别省市：湖北,42