本实用新型专利技术涉及一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器，有四个主回路，分别为太阳能‑蓄电池充电回路、蓄电池‑负载放电回路、开关电源‑蓄电池充电回路和开关电源‑负载放电回路；所述控制器共有6个功率MOSFET，分别为Q1‑Q6，其中Q1和Q2一组、Q3和Q4一组，再加上Q5与Q6分别位于四大主回路，共同控制各回路的工作状态，并且前两组MOSFET两个一组，还具有防止蓄电池给光伏电池反充电和防止BUCK电路不能正常工作的功能。
A solar energy complementary controller with a charge protection circuit
The utility model relates to a charging protection circuit of solar electric complementary controller, there are four main loop, respectively solar battery charging circuit, the battery load discharge circuit, switching power supply battery charging circuit and switching power supply load discharge circuit; the controller has 6 power MOSFET, Q1 respectively. Q6, Q1 and Q2 group, Q3 and Q4, plus Q5 and Q6 respectively in the four main loop, each loop jointly control the working state, and the first two MOSFET group and a group of two is to prevent the battery reverse charge to photovoltaic battery and prevent the BUCK circuit is not working properly function.
【技术实现步骤摘要】
一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器
本技术涉及光伏控制器领域，尤其涉及一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器。
技术介绍
目前，现有光伏控制器一般有两种，一种是只利用太阳能的光伏控制器，这种控制器没有市电互补，在长期阴雨天的条件下很难保证系统的正常运行，蓄电池甚至会因为长期放电而损坏；另一种是市电互补光伏控制器，这种控制器一般是在第一种控制器的基础上加一个开关电源(市电供电)，当蓄电池电量不足时，可以使用开关电源给蓄电池充电并且给负载供电，由于是直接充电，充电电流并没有得到控制，很容易对蓄电池造成冲击，严重影响蓄电池寿命。
技术实现思路
为了克服现有光伏控制器的不足，提供一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器，使之既能实现对蓄电池的充放电保护，又能提高系统的稳定性，本技术提供以下技术方案：一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器，包括4个主回路，分别为太阳能-蓄电池充电回路、蓄电池-负载放电回路、开关电源-蓄电池充电回路和开关电源-负载放电回路；所述太阳能-蓄电池充电回路由PV、Q1和Q2、B串联组成，其中PV为光伏电池组件，Q1与Q2为一对功率MOSFET，B为蓄电池；当白天有适当的光照并且蓄电池电量不满时，控制信号控制Q1和Q2同时打开，该充电回路就会工作，光伏电池组件就会给蓄电池充电，直到蓄电池电量充满为止。条件不满足时，Q1和Q2同时关闭，回路不工作。使用两个功率MOSFET的原因是管子两端在内部并联封装了一个二极管，两个才能够控制回路的正常工作，能充电并防止反充电。如果只保留Q2，由于内部并联二极管的问题，充电将不受控制；如果只保留Q1，充电虽然得到控制，但在夜晚时光伏电池组件输出电压非常低，而蓄电池电压较高，Q2的内部并联二极管就会导通，蓄电池就会反过来给PV充电，这样可能会烧坏PV。所述蓄电池-负载放电回路由B、Q3和Q4、负载串联组成，其中Q3和Q4为一对功率MOSFET；当夜晚负载需要工作并且蓄电池电量允许时，控制信号控制Q3和Q4同时打开，回路工作，负载路灯点亮。这里也使用两个功率MOSFET的原因和太阳能-蓄电池充电回路中不太一样，本来只需要Q3即可，但由于本技术中使用了BUCK电路，所以加了Q4，具体原因在解释开关电源-负载放电回路原理中阐述。所述开关电源-蓄电池充电回路由开关电源、Q5、电阻R、电感L、二极管D3和B组成，其中Q5为一个功率MOSFET，R、L和D3组成BUCK电路；所述开关电源包括DC+和DC-，所述B的正极与DC+相连、B的负极通过串联的L、R和Q5连接DC-；当蓄电池亏电(电量很低，不能供给负载所需电能)且太阳能-蓄电池充电回路不工作蓄电池得不到电量补充时，控制信号控制Q5打开，回路工作，BUCK进行限流和恒流控制，防止大电流对蓄电池的冲击。所述开关电源-负载放电回路由开关电源、Q6和负载组成，其中Q6为一个功率MOSFET、与负载串联后接于DC+和DC-之间，当负载需要供电且蓄电池亏电时，控制信号控制Q6打开，回路工作。这里要说明一下上面提到的蓄电池-负载放电回路中加Q4的原因，如果不加Q4，只要开关电源-负载放电回路工作，即Q6打开负载工作，由于Q3内部并联二极管的存在和此时二极管两端电压差问题，二极管将被动打开，这时就会发现开关电源直接接到了蓄电池两端，BUCK电路也就被直接短接了，充电电路就不能达到恒流和限流的目的；如果只保留Q4，蓄电池-负载放电回路将不受控制。进一步的，所述PV两端并联一个双向TVS二极管D1、B两端并联一个双向二极管D2，D1和D2能分别防止光伏电池组件两端和蓄电池两端的电压骤变引起的冲击，以延长两者的使用寿命。进一步的，所述Q1-Q6均为N沟道增强型MOSFET。本技术的有益效果在于：1、市电互补，解决了长期阴雨天气条件下控制器不能正常供电的问题。2、反充电保护，防止蓄电池给光伏电池充电。3、光伏电池和蓄电池两端电压骤变保护。4、充电限流，通过BUCK电路限制开关电源给蓄电池充电的电流。5、充电恒流，通过BUCK电路恒定开关电源给蓄电池充电的电流。附图说明图1、本技术的主电路。具体实施方式如图1所示的一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器，包括4个主回路，分别为太阳能-蓄电池充电回路、蓄电池-负载放电回路、开关电源-蓄电池充电回路和开关电源-负载放电回路；所述太阳能-蓄电池充电回路由PV、Q1和Q2、B串联组成，其中PV为光伏电池组件，Q1与Q2为一对功率MOSFET，B为蓄电池；当白天有适当的光照并且蓄电池电量不满时，控制信号控制Q1和Q2同时打开，该充电回路就会工作，光伏电池组件就会给蓄电池充电，直到蓄电池电量充满为止。条件不满足时，Q1和Q2同时关闭，回路不工作。使用两个功率MOSFET的原因是管子两端在内部并联封装了一个二极管，两个才能够控制回路的正常工作，能充电并防止反充电。如果只保留Q2，由于内部并联二极管的问题，充电将不受控制；如果只保留Q1，充电虽然得到控制，但在夜晚时光伏电池组件输出电压非常低，而蓄电池电压较高，Q2的内部并联二极管就会导通，蓄电池就会反过来给PV充电，这样可能会烧坏PV。所述PV两端并联一个双向TVS二极管D1、B两端并联一个双向二极管D2，D1和D2能分别防止光伏电池组件两端和蓄电池两端的电压骤变引起的冲击，以延长两者的使用寿命。所述Q1-Q6均为N沟道增强型MOSFET。所述蓄电池-负载放电回路由B、Q3和Q4、负载串联组成，其中Q3和Q4为一对功率MOSFET；当夜晚负载需要工作并且蓄电池电量允许时，控制信号控制Q3和Q4同时打开，回路工作，负载路灯点亮。这里也使用两个功率MOSFET的原因和太阳能-蓄电池充电回路中不太一样，本来只需要Q3即可，但由于本技术中使用了BUCK电路，所以加了Q4，具体原因在解释开关电源-负载放电回路原理中阐述。所述开关电源-蓄电池充电回路由开关电源、Q5、电阻R、电感L、二极管D3和B组成，其中Q5为一个功率MOSFET，R、L和D3组成BUCK电路；所述开关电源包括DC+和DC-，所述B的正极与DC+相连、B的负极通过串联的L、R和Q5连接DC-；当蓄电池亏电(电量很低，不能供给负载所需电能)且太阳能-蓄电池充电回路不工作蓄电池得不到电量补充时，控制信号控制Q5打开，回路工作，BUCK进行限流和恒流控制，防止大电流对蓄电池的冲击。所述开关电源-负载放电回路由开关电源、Q6和负载组成，其中Q6为一个功率MOSFET、与负载串联后接于DC+和DC-之间，当负载需要供电且蓄电池亏电时，控制信号控制Q6打开，回路工作。这里要说明一下上面提到的蓄电池-负载放电回路中加Q4的原因，如果不加Q4，只要开关电源-负载放电回路工作，即Q6打开负载工作，由于Q3内部并联二极管的存在和此时二极管两端电压差问题，二极管将被动打开，这时就会发现开关电源直接接到了蓄电池两端，BUCK电路也就被直接短接了，充电电路就不能达到恒流和限流的目的；如果只保留Q4，蓄电池-负载放电回路将不受控制。以上述依据本技术理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器，其特征在于：包括4个主回路，分别为太阳能‑蓄电池充电回路、蓄电池‑负载放电回路、开关电源‑蓄电池充电回路和开关电源‑负载放电回路；所述太阳能‑蓄电池充电回路由PV、Q1和Q2、B串联组成，其中PV为光伏电池组件，Q1与Q2为一对功率MOSFET，B为蓄电池；所述蓄电池‑负载放电回路由B、Q3和Q4、负载串联组成，其中Q3和Q4为一对功率MOSFET；所述开关电源‑蓄电池充电回路由开关电源、Q5、电阻R、电感L、二极管D3和B组成，其中Q5为一个功率MOSFET，R、L和D3组成BUCK电路；所述开关电源包括DC+和DC‑，所述B的正极与DC+相连、B的负极通过串联的L、R和Q5连接DC‑；所述开关电源‑负载放电回路由开关电源、Q6和负载组成，其中Q6为一个功率MOSFET、与负载串联后接于DC+和DC‑之间。
【技术特征摘要】
1.一种带充电保护电路的太阳能市电互补控制器，其特征在于：包括4个主回路，分别为太阳能-蓄电池充电回路、蓄电池-负载放电回路、开关电源-蓄电池充电回路和开关电源-负载放电回路；所述太阳能-蓄电池充电回路由PV、Q1和Q2、B串联组成，其中PV为光伏电池组件，Q1与Q2为一对功率MOSFET，B为蓄电池；所述蓄电池-负载放电回路由B、Q3和Q4、负载串联组成，其中Q3和Q4为一对功率MOSFET；所述开关电源-蓄电池充电回路由开关电源、Q5、电阻R、电感L、二极管D3和B组成，其中Q5为一个功率MOSFET，R、...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪平洋，
申请(专利权)人：汪平洋，
类型：新型
国别省市：安徽,34
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