一种太阳能不间断电源管理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种太阳能不间断电源管理系统，包括主控制器、太阳能光伏电池、过流过压保护电路、防倒灌控制电路、输入欠压判断电路、最大功率点跟踪及电池充放电管理、锂电池组、电池电压采集及平衡充电路和多路输出控制电路。本实用新型专利技术的有益效果为：该实用新型专利技术绕过直流转交流的步骤，直接将输入电源通过最大功率点跟踪算法将输入电源升降压给电池充电，同时内部使用电源降压芯片输出稳定的电源给外部设备供电；利用锂电池作为能量存储，本实用新型专利技术自带电池保护电路、集成数据存储器、具有输入防倒灌电路、有效利用太阳能光伏电池电能、带通讯功能及多路通讯接口、具有故障预报警、能实时提供支整个系统的工作状态、持多路电源可控输出及多路电源输入。

An uninterrupted power management system for solar energy

The utility model relates to a solar uninterruptible power supply management system, including the main controller, solar photovoltaic battery and the overcurrent protection circuit, backflow control circuit, input undervoltage judging circuit, maximum power point tracking and battery charge and discharge management, lithium batteries, battery voltage acquisition and balanced charge circuit and multi output control circuit. The utility model has the advantages that: the utility model has the advantages of bypassing the DC to AC step, direct input power input power lifting pressure to charge the battery through the maximum power point tracking algorithm and the internal power supply using buck chip stable output power is supplied to the external device; using lithium battery as energy storage, the utility model has battery protection circuit, integrated data storage, with input backflow circuit, effective use of solar photovoltaic power, with communication function and multi-channel communication interface, with fault alarm, can provide real-time support of the working state of the whole system, a multi-channel power controllable output and multiple power input.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能不间断电源管理系统
本专利技术涉及能源利用的
，具体为一种太阳能不间断电源管理系统。
技术介绍
在现有的太阳能不间断电源管理系统，基本都是由低压直流升压再逆变成高压交流电，而设备使用却还需要把高压交流电源转化成适合自己系统需要的直流低压电源，极大降低太阳能的使用效率。还有，现有的太阳能不间断电源管理系统成本较高、电源输出不易控制，基本都是使用蓄电池导致体积大，重量高，不适用于低压供电的中小功率电器。
技术实现思路
为了克服上述的问题，本专利技术提供了一种太阳能不间断电源管理系统，该专利技术绕过直流转交流的步骤，直接将输入电源通过最大功率点跟踪算法将输入电源升降压给电池充电，同时内部使用电源降压芯片输出稳定的电源给外部设备供电；本专利技术使用锂电池作为能量存储，本专利技术具有体积小、成本低、自带电池保护电路、集成数据存储器、具有输入防倒灌电路、有效利用太阳能光伏电池电能、带通讯功能及多路通讯接口、具有故障预报警、能实时提供支整个系统的工作状态、持多路电源可控输出及多路电源输入；本专利技术集成度高、应用灵活，用途广。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种太阳能不间断电源管理系统，包括主控制器、太阳能光伏电池、过流过压保护电路、防倒灌控制电路、输入欠压判断电路、最大功率点跟踪及电池充放电管理、锂电池组、电池电压采集及平衡充电路和多路输出控制电路；所述太阳能光伏电池、所述过流过压保护电路、所述防倒灌控制电路、所述最大功率点跟踪及电池充放电管理和所述主控制器依次电连接；所述输入欠压判断电路、所述锂电池组和所述多路输出控制电路均与所述最大功率点跟踪及电池充放电管理电连接；所述电池电压采集及平衡充电路、所述输入欠压判断电路和所述多路输出控制电路均与所述主控制器电连接。进一步，所述防倒灌控制电路包括MOS管Q1、晶体管U1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，其中MOS管的Q1漏极与晶体管U1的1脚相连，MOS管的Q1栅极与晶体管U1的3脚相连，MOS管的Q1源极与晶体管U1的3和电阻R7的一端脚相连，晶体管U1的6脚与R4一端、R5的一端和R6的一端相连，晶体管U1的2脚与R5的一端相连，晶体管U1的5脚与R6的一端相连，R4的一端与R7的一端相连到电源的GND。进一步，所述最大功率点跟踪及电池充放电管理包括可控降压电路、电池放电控制电路和电池MPPT充电；所述可控降压电路包括MOS管Q2、电感L1、二极管D2、二极管D3、电容CT2、晶体管Q6、晶体管Q8、电阻R3、电阻R1、电阻R8和电阻R11；所述电池放电控制电路包括MOS管Q4、MOS管Q5、晶体管U3、晶体管Q9、电阻R2、电阻R9、电阻R12、电阻R18、电阻R19、电阻R20和电阻R21。进一步，所述多路输出控制电路包括多个可控电源输出电路，所述可控电源输出电路包括MOS管Q11、电阻R31、电阻R32、电阻R35和晶体管Q13。进一步，所述输入欠压判断电路包括比较器U7、电阻R43、电阻R33、电阻R44、电阻R34和电阻R38。进一步，所述电池电压采集及平衡充电路包括电池电压采集电路和电池平衡充电路；所述电池电压采集电路包括运放U8、电阻R40、电阻R41、电阻R46、电阻R47和电阻R39；所述电池平衡充电路包括MOS管Q12、晶体管Q15、电阻R42、电阻R37、电阻R49和电阻R48。进一步，还包括温度采集模块，所述温度采集模块与所述主控制器电连接，用于采集温度信息。进一步，还包括所述温度采集模块包括热敏电阻R80、电阻R81和电阻R79。进一步，还包括存储器、远程传输模块、人机交换模块和通讯接口模块，所述存储器、所述远程传输模块、所述人机交换模块和所述通讯接口模块均与所述主控制器电连接。本专利技术具有的有益效果包括：利用一个主控系统对一路或多路太阳能光伏电池输入进行最大功率点跟踪，从而最大限度的利用太阳能光伏电池产生的电能对锂电池进行充电。本专利技术优先采用太阳能光伏电池给负载供电，充分利用太阳能，当太阳能光伏电池供电不足，电压下降到14V时，系统将快速切换为电池供电，实现不间断供电效果。系统的每个输入口都有做过压保护，且用MOSFET做防倒灌设计，比常规的二极管防倒灌设计更加高效，更加有效的利用输入电源的能源。主控系统同时对各组电池电压和电池充电电流进行采样，对每节电池都进行过充过放保护，在电池组进行充电时同时也给电池进行平衡充电，让串联的各节锂电池电压达到彼此之间相对平衡，使锂电池的寿命增长，并能在使用过程中加大电池的用电时间。主控系统对各路对外输出口的电流进行实时监控，有效防止外部设备损坏时对系统的破坏,提高系统的稳定性。本太阳能不间断电源管理系统还可以通过GPRS、GSM、3G或4G进行实时数据传输，可实现其他系统远程对此系统的状态进行读取并且对此系统的输出进行控制，当系统出现较严重的故障且系统有电输入时，系统将会把故障信息发送给管理员，使管理员知道有什么故障，从而有效处理故障。系统还留有其他通讯接口，更加方便其它系统的接入。系统具有内部时钟和数据存储器，可以对外部发送过来的数据进行存储，可以对某些控制指令进行定时开启执行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的原理框图。图2是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的部分电路原理图。图3是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的电池电压检测及电池平衡充原理图。图4是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的电源输入电压欠压判断电路原理图。图5是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的可控电源输出电路原理图。图6是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的内部温度采集原理图。图7是本专利技术太阳能不间断电源管理系统的存储器原理图。附图标记说明如下：1、太阳能光伏电池；2、过流过压保护电路；3、防倒灌控制电路；4、最大功率点跟踪及电池充放电管理；5、锂电池组；6、电池电压采集及平衡充电路；7、存储器；8、温度采集模块；9、远程传输模块；10、人机交换模块；11、通讯接口模块；12、主控制器；13、多路输出控制电路；14、输入欠压判断电路；15、最大功率点跟踪及电池充放电管理。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。如图1所示，本专利技术提供的一种太阳能不间断电源管理系统，包括主控制器12、太阳能光伏电池1、过流过压保护电路2、防倒灌控制电路3、输入欠压判断电路14、最大功率点跟踪及电池充放电管理4、锂电池组5、电池电压采集及平衡充电路6和多路输出控制电路13；所述太阳能光伏电池1、所述过流过压保护电路2、所述防倒灌控制电路3、所述最大功率点跟踪及电池充放电管理4和所述主控制器12依次电连接；所述输入欠压判断电路14、所述锂电池组5和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能不间断电源管理系统，其特征在于：包括主控制器、太阳能光伏电池、过流过压保护电路、防倒灌控制电路、输入欠压判断电路、最大功率点跟踪及电池充放电管理、锂电池组、电池电压采集及平衡充电路和多路输出控制电路；所述太阳能光伏电池、所述过流过压保护电路、所述防倒灌控制电路、所述最大功率点跟踪及电池充放电管理和所述主控制器依次电连接；所述输入欠压判断电路、所述锂电池组和所述多路输出控制电路均与所述最大功率点跟踪及电池充放电管理电连接；所述电池电压采集及平衡充电路、所述输入欠压判断电路和所述多路输出控制电路均与所述主控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能不间断电源管理系统，其特征在于：包括主控制器、太阳能光伏电池、过流过压保护电路、防倒灌控制电路、输入欠压判断电路、最大功率点跟踪及电池充放电管理、锂电池组、电池电压采集及平衡充电路和多路输出控制电路；所述太阳能光伏电池、所述过流过压保护电路、所述防倒灌控制电路、所述最大功率点跟踪及电池充放电管理和所述主控制器依次电连接；所述输入欠压判断电路、所述锂电池组和所述多路输出控制电路均与所述最大功率点跟踪及电池充放电管理电连接；所述电池电压采集及平衡充电路、所述输入欠压判断电路和所述多路输出控制电路均与所述主控制器电连接。2.根据权利要求1所述的太阳能不间断电源管理系统，其特征在于，所述防倒灌控制电路包括MOS管Q1、晶体管U1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，其中MOS管的Q1漏极与晶体管U1的1脚相连，MOS管的Q1栅极与晶体管U1的3脚相连，MOS管的Q1源极与晶体管U1的3和电阻R7的一端脚相连，晶体管U1的6脚与R4一端、R5的一端和R6的一端相连，晶体管U1的2脚与R5的一端相连，晶体管U1的5脚与R6的一端相连，R4的一端与R7的一端相连到电源的GND。3.根据权利要求1所述的太阳能不间断电源管理系统，其特征在于，所述最大功率点跟踪及电池充放电管理包括可控降压电路、电池放电控制电路和电池MPPT充电；所述可控降压电路包括MOS管Q2、电感L1、二极管D2、二极管D3、电容CT2、晶体管Q6、晶体管Q8、电阻R3、电阻R1、电阻R8和电阻R11；所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈廉中，林伟深，
申请(专利权)人：中山市中泰能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44