太阳能控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能控制器，包括自太阳能电池输出端依次相耦合的第一开关管、蓄电池和第二开关管，还包括与所述第一开关管串联连接的第一接触式电控开关。本发明专利技术的太阳能控制器在输入端采用开关管与接触式电控开关的串联模式，既能减少损耗，增强可靠性，又能降低产品成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用太阳能供电的设备，特别是一种太阳能控制器。
技术介绍
目前主流的通断型太阳能控制器主要采用MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insolated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)等大功率开关管进行通断控制，给蓄电池充电 和放电。图l和图2是传统太阳能控制器的两种较典型的拓扑框图。这种太阳能控制器效 率高，电路简单，成本低，控制电路简单。但是，由于这种太阳能控制器一方面要给蓄电池充 电，另一方面要防止太阳能电池电压低时蓄电池反灌，故通断式开关必须是单向通双向阻 断型的，为达到此目的，业界通常使用两个开关管进行通断式开关控制。综上所述，现有的 太阳能控制器存在以下缺点 采用开关管如MOSFET、IGBT、三极管等虽有通断性好的优点，但采用低压器件极易 受雷击损坏，造成充电回路无法断开，使蓄电池过充甚至损坏，而采用高压器件则由于通态 阻抗大热损耗极大，可靠性也极差，一般情况下无法用于中大功率控制器中。为降低热损 耗， 一般会采用多管并联，成本也会增加较多。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种结构简单的太阳能控制器，能减少损耗，增强可靠性，且成本较低。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案 —种太阳能控制器，包括自太阳能电池输出端依次相耦合的第一开关管、蓄电池和第二开关管，还包括与所述第一开关管串联连接的第一接触式电控开关。 优选地，所述第一接触式电控开关受控在太阳能控制器输入极性检测未完成或为反接时保持关断。 优选地，所述第一接触式电控开关为磁保持继电器或接触器。 优选地，所述第一开关管与所述第一接触式电控开关一同接在太阳能电池输出正 端或输出负端上。 优选地，所述第一开关管与所述第一接触式电控开关分别接在太阳能电池输出正端与输出负端上。 优选地，所述第一开关管跨接在太阳能电池输出正端与输出负端之间，所述第一接触式电控开关接在太阳能电池输出正端或输出负端上。 优选地，具有多个所述第一开关管和所述第一接触式电控开关组成的支路，多个 支路并联连接再接至所述蓄电池。 优选地，具有多路所述第一开关管，多个所述第一开关管并联连接再接至所述第 一接触式电控开关。 优选地，还包括与所述第二开关管并联连接的第二接触式电控开关。 优选地，具有多个所述第二开关管和所述第二接触式电控开关组成的支路，多个支路并联连接再分别接至负载。 本专利技术有益的技术效果如下 本专利技术太阳能控制器包括第一开关管和与第一开关管串联连接的第一接触式电 控开关，可使第一接触式电控开关受控在太阳能控制器输入极性检测未完成或为反接时保 持关断。蓄电池的输入充电回路开关采用第一开关管与第一接触式电控开关串联的模式， 相当于用接触式电控开关替代了传统太阳能控制器中的防反灌开关。在输入极性检测未完 成或极性反时，第一接触式电控开关不动作，保持断开状态，输入充电回路开关不会导通， 由于第一接触式电控开关触点间耐压高(通常为几千伏特)，对于输入最高电压通常为几 百伏特的太阳能控制器输入不存在问题，可以一直承受输入电压，直致极性正确输入正常 后，第一接触式电控开关才会动作开通，在控制第一开关管开通后，控制器即进入正常的充 电控制状态。对于传统的反灌开关例如输入并联开关管模式，由于开关管存在导通损耗，在 采用传统开关管耐压模式时，会因开关管的导通损耗而导致正常工作时损耗增加，而接触 式电控开关正常工作时损耗低于开关管导通损耗。 另一方面，由于太阳能控制器需要在室外接太阳能电池方阵，极易受雷击等自然 灾害，而开关管易受雷击损坏，接触式电控开关触点抗雷击等自然灾害能力则强得多，根据 本专利技术，在第一开关管受损短路而造成蓄电池过压时，控制第一接触式电控关断即能断开 充电回路，从而能有效保护蓄电池。 因此，本专利技术采用开关管与接触式电控开关的串联模式，既利用了开关管的通断 性能好但耐压性差的特点，又利用了接触式电控开关直流通断能力差但交流通断能力好、 接触阴抗小的特点，二者相结合，能减少损耗，增强可靠性，提高产品性能，且其结构简单， 从而也降低了产品的成本。 进一步地，可以控制第一接触式电控开关先于第一开关管开通而后于第一开关管 关断，使得第一接触式电控开关在零电流下开与关，从而能够延长其使用寿命。附图说明 图1为传统太阳能控制器的一种典型的拓扑简图； 图2为传统太阳能控制器的另一种典型的拓扑简图； 图3为本专利技术太阳能控制器一种实施例的拓扑简图； 图4为本专利技术太阳能控制器另一种实施例的拓扑简图 图5为图4所示太阳能控制器的一种变形例的拓扑简图； 图6为图4所示太阳能控制器的另一种变形例的拓扑简图； 图7为本专利技术一种多路方阵输入单路负载输出的实施例的拓扑简图； 图8为本专利技术一种多路方阵输入两路负载输出的实施例的拓扑简图； 图9为本专利技术另一种多路方阵输入两路负载输出的实施例的拓扑简图； 本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。具体实施例方式请参考图3，一种实施例的太阳能控制器包括自太阳能电池输出端依次相耦合的 第一开关管Q1、蓄电池和第二开关管Q2，还包括与所述第一开关管Q1串联连接的第一接触 式电控开关RLY1。第一开关管Q1优选但不限于采用M0SFET。第一接触式电控开关RLY1 优选但不限于采用磁保持继电器或接触器。 蓄电池的输入充电回路开关采用第一开关管Ql与磁保持继电器串联模式。在输 入极性检测未完成或极性反时，磁保持继电器不动作，保持断开状态。由于磁保持继电器触 点间耐压为几千伏特，对于输入最高电压为几百伏特的太阳能控制器输入不存在问题，可 以一直承受。在为蓄电池正常充电之前，太阳能控制器依据方阵输入电压进行极性判断， 当输入极性反接时，太阳能控制器会给出告警，控制磁保持继电器保持断开状态，直至极性 正确、输入正常后，磁保持继电器才受控制而闭合，使太阳能控制器进入正常的充电控制状 态。与传统的采用开关管耐压模式来防止反灌的方案相比，磁保持继电器在正常工作时的 导通损耗低于开关管导通损耗，从而降低了太阳能控制器的工作损耗。 在另一方面，太阳能电池方阵输入接在室外，极易受雷击等自然灾害，开关管例如 三极管、MOSFET、IGBT等易受雷击损坏。在蓄电池输入回路中设置与第一开关管Ql串联连 接的磁保持继电器，由于磁保持继电器触点抗雷击等自然灾害能力强得多，因此，在第一开 关管Ql受损短路造成蓄电池过压时，磁保持继电器能断开充电回路，从而保护蓄电池。 优选地，第一开关管Ql初始无驱动信号，处于关断状态，当太阳能控制器输入极 性正确时，由磁保持继电器的驱动电路发出一个磁保持继电器闭合驱动信号，使磁保持继 电器动作，由常开转为闭合，输入的磁保持驱动信号在磁保持继电器闭合后自动断开，而磁 保持继电器保持闭合状态。然后，控制第一开关管Q1开通而进入充电状态，根据蓄电池电 压进行通断管理和对太阳能输入进行方阵管理。由于在磁保持继电器闭合时，第一开关管 Ql无驱动信号，处于断开状态，因此磁保持继电器闭合时是零电流闭合。磁保持继电器零电 流闭合更优于交流带电通断，寿命更长，一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能控制器，包括自太阳能电池输出端依次相耦合的第一开关管、蓄电池和第二开关管，其特征在于，还包括与所述第一开关管串联连接的第一接触式电控开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴连日，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]