一种太阳能电池MPPT充电控制装置及其充电系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能电池MPPT充电控制装置及其充电系统，包括：分别与光伏板和可充电电池连接的降压电路；用于实时采集可充电电池的充电电压及电流的电压电流采集电路；分别与电压电流采集电路和降压电路的调节端连接的控制模块，用于在调节降压电路的降压程度时，追踪可充电电池的最大功率点，以保证降压电路在最大功率点对可充电电池充电；与可充电电池连接的电压转换电路，用于将可充电电池两端的电压进行电压转换，以为充电控制装置中整个控制板提供工作电压。可见，本申请的充电控制装置扩大了充电控制装置的适用范围，且有效提高了太阳能电池的能源利用率。

A MPPT Charging Control Device for Solar Cells and Its Charging System

The invention discloses a solar cell MPPT charging control device and its charging system, which comprises a voltage-reducing circuit connected with photovoltaic plate and rechargeable battery respectively, a voltage and current acquisition circuit for real-time acquisition of charging voltage and current of rechargeable battery, and a regulator terminal of voltage and current acquisition circuit and voltage and voltage-reducing circuit respectively. The connected control module is used to track the maximum power point of the rechargeable battery to ensure the charging of the rechargeable battery at the maximum power point when adjusting the step-down degree of the step-down circuit. The voltage conversion circuit connected with the rechargeable battery is used to convert the voltage of the two ends of the rechargeable battery to charge. The whole control board in the electrical control device provides the working voltage. It can be seen that the charging control device of this application enlarges the application scope of the charging control device, and effectively improves the energy utilization rate of solar cells.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池MPPT充电控制装置及其充电系统
本专利技术涉及新能源领域，特别是涉及一种太阳能电池MPPT充电控制装置及其充电系统。
技术介绍
随着不可再生能源的逐渐消耗，可再生能源备受关注。在可再生能源中，太阳能应用越来越广泛，许多设备中可充电电池的充电电源均采用太阳能电池。在太阳能电池充电系统中，用于控制太阳能电池对可充电电池进行充电的太阳能电池充电控制装置是核心组成部分。目前，太阳能电池充电控制装置中整个控制板的工作电压是由可充电电池提供的，所以，太阳能电池充电控制装置只适用于满电电压较高的可充电电池所在的设备，从而满足整个控制板的供电需求，但这会使太阳能电池充电控制装置的适用范围变窄。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种太阳能电池MPPT充电控制装置及其充电系统，扩大了充电控制装置的适用范围，而且有效提高了太阳能电池的能源利用率。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能电池MPPT充电控制装置，包括：分别与光伏板和可充电电池连接的降压电路；用于实时采集所述可充电电池的充电电压及电流的电压电流采集电路；分别与所述电压电流采集电路和所述降压电路的调节端连接的控制模块，用于在调节所述降压电路的降压程度时，追踪所述可充电电池的最大功率点，以保证所述降压电路在所述最大功率点对所述可充电电池充电；与所述可充电电池连接的电压转换电路，用于将所述可充电电池两端的电压进行电压转换，以为充电控制装置中整个控制板提供工作电压。优选地，所述降压电路包括第一电容、开关管电路、第一缓冲电路、续流电路、储能电感及第二电容，其中：所述第一电容的正极分别与所述光伏板的输出正端、所述开关管电路的第一端及所述缓冲电路的第一端连接，所述开关管电路的第二端分别与所述缓冲电路的第二端、所述续流电路的第一端及所述储能电感的第一端连接，所述储能电感的第二端分别与所述第二电容的正极和所述可充电电池的正极连接，所述可充电电池的负极分别与所述第二电容的负极、所述续流电路的第二端、所述第一电容的负极、所述光伏板的输出负端连接，其公共端接地，所述开关管电路的控制端作为所述降压电路的调节端；则所述控制模块包括：与所述电压电流采集电路连接的控制芯片；分别与所述控制芯片和所述开关管电路的控制端连接的驱动电路；所述控制芯片用于利用所述驱动电路驱动所述开关管电路导通，并在调节所述开关管电路导通时间的同时，追踪所述可充电电池的最大功率点，以保证所述降压电路在所述最大功率点对所述可充电电池充电。优选地，所述开关管电路包括N个并联的开关管，N为正整数，其中：N个所述开关管的控制端相互连接，其公共端作为所述开关管电路的控制端。优选地，所述续流电路包括M个并联的共阴二极管，M为正整数，其中：M个所述共阴二极管的阴极相互连接，其公共端作为所述续流电路的第一端，M个所述共阴二极管的阳极相互连接，其公共端作为所述续流电路的第二端。优选地，所述续流电路具体为续流开关管，所述续流开关管的第一端作为所述续流电路的第一端，所述续流开关管的第二端作为所述续流电路的第二端；则所述控制模块还包括：分别与所述控制芯片和所述续流开关管的控制端连接的推挽电路；所述控制芯片还用于在N个所述开关管与所述续流开关管交替导通的前提下，利用所述推挽电路驱动所述续流开关管导通；且所述降压电路还包括与所述续流开关管并联的第二缓冲电路。优选地，所述第一缓冲电路和所述第二缓冲电路均包括串联的吸收电阻和吸收电容。优选地，该太阳能电池MPPT充电控制装置还包括用于防止所在电路的电流反向流动的防反开关管和升压驱动电路，其中：所述防反开关管的第一端分别与所述储能电感的第二端和所述第二电容的正极连接，所述防反开关管的第二端与所述可充电电池的正极连接，所述防反开关管的控制端与所述升压驱动电路连接；则所述控制芯片还用于利用所述升压驱动电路一直驱动所述防反开关管处于完全导通状态。优选地，该太阳能电池MPPT充电控制装置还包括肖特基二极管，其中：所述肖特基二极管的阳极分别与所述防反开关管的第一端、所述储能电感的第二端及所述第二电容的正极连接，所述肖特基二极管的阴极分别与所述防反开关管的第二端和所述可充电电池的正极连接。优选地，所述续流开关管和所述防反开关管均具体为NMOS管，所述NMOS管的栅极作为所述续流开关管和所述防反开关管的控制端，所述NMOS管的漏极作为所述续流开关管和所述防反开关管的第一端，所述NMOS管的源极作为所述续流开关管和所述防反开关管的第二端；N个所述开关管均具体为PMOS管，所述PMOS管的栅极作为N个所述开关管的控制端，所述PMOS管的源极作为N个所述开关管的第一端，PMOS管的漏极作为N个所述开关管的第二端。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种太阳能电池MPPT充电系统，包括光伏板，还包括上述任一种太阳能电池MPPT充电控制装置。本专利技术提供了一种太阳能电池MPPT充电控制装置，包括：分别与光伏板和可充电电池连接的降压电路；用于实时采集可充电电池的充电电压及电流的电压电流采集电路；分别与电压电流采集电路和降压电路的调节端连接的控制模块，用于在调节降压电路的降压程度时，追踪可充电电池的最大功率点，以保证降压电路在最大功率点对可充电电池充电；与可充电电池连接的电压转换电路，用于将可充电电池两端的电压进行电压转换，以为充电控制装置中整个控制板提供工作电压。可见，本申请的充电控制装置中包含电压转换电路，即使应用于满电电压较低的可充电电池所在的设备，电压转换电路也可将可充电电池两端的电压进行升压转换，从而使升压后的电压足以满足充电控制装置中整个控制板的供电需求，进而扩大了充电控制装置的适用范围。而且，本申请的充电控制装置中，控制模块结合降压电路、电压电流采集电路共同实现在最大功率点对可充电电池充电，从而有效提高了太阳能电池的能源利用率。本专利技术还提供了一种太阳能电池MPPT充电系统，与上述充电控制装置具有相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本专利技术提供的一种太阳能电池MPPT充电控制装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种如图1所示降压电路的结构示意图；图3(a)为本专利技术提供的一种控制芯片的结构示意图；图3(b)为本专利技术提供的一种驱动电路的结构示意图；图4(a)为本专利技术提供的一种用于采集可充电电池的充电电压的电压采集电路图；图4(b)为本专利技术提供的一种用于采集可充电电池的充电电流的电流采集电路图；图4(c)为本专利技术提供的一种用于采集光伏板的输出电压的电压采集电路图；图4(d)为本专利技术提供的一种用于采集光伏板的输出电流的电流采集电路图；图5为本专利技术提供的一种推挽电路的结构示意图；图6为本专利技术提供的一种升压驱动电路的结构示意图；图7为本专利技术提供的一种12V电压转换电路的结构示意图；图8为本专利技术提供的一种程序下载调试电路的结构示意图；图9为本专利技术提供的一种控制芯片和上位机之间的通信电路的结构示意图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池MPPT充电控制装置，其特征在于，包括：分别与光伏板和可充电电池连接的降压电路；用于实时采集所述可充电电池的充电电压及电流的电压电流采集电路；分别与所述电压电流采集电路和所述降压电路的调节端连接的控制模块，用于在调节所述降压电路的降压程度时，追踪所述可充电电池的最大功率点，以保证所述降压电路在所述最大功率点对所述可充电电池充电；与所述可充电电池连接的电压转换电路，用于将所述可充电电池两端的电压进行电压转换，以为充电控制装置中整个控制板提供工作电压。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池MPPT充电控制装置，其特征在于，包括：分别与光伏板和可充电电池连接的降压电路；用于实时采集所述可充电电池的充电电压及电流的电压电流采集电路；分别与所述电压电流采集电路和所述降压电路的调节端连接的控制模块，用于在调节所述降压电路的降压程度时，追踪所述可充电电池的最大功率点，以保证所述降压电路在所述最大功率点对所述可充电电池充电；与所述可充电电池连接的电压转换电路，用于将所述可充电电池两端的电压进行电压转换，以为充电控制装置中整个控制板提供工作电压。2.如权利要求1所述的太阳能电池MPPT充电控制装置，其特征在于，所述降压电路包括第一电容、开关管电路、第一缓冲电路、续流电路、储能电感及第二电容，其中：所述第一电容的正极分别与所述光伏板的输出正端、所述开关管电路的第一端及所述缓冲电路的第一端连接，所述开关管电路的第二端分别与所述缓冲电路的第二端、所述续流电路的第一端及所述储能电感的第一端连接，所述储能电感的第二端分别与所述第二电容的正极和所述可充电电池的正极连接，所述可充电电池的负极分别与所述第二电容的负极、所述续流电路的第二端、所述第一电容的负极、所述光伏板的输出负端连接，其公共端接地，所述开关管电路的控制端作为所述降压电路的调节端；则所述控制模块包括：与所述电压电流采集电路连接的控制芯片；分别与所述控制芯片和所述开关管电路的控制端连接的驱动电路；所述控制芯片用于利用所述驱动电路驱动所述开关管电路导通，并在调节所述开关管电路导通时间的同时，追踪所述可充电电池的最大功率点，以保证所述降压电路在所述最大功率点对所述可充电电池充电。3.如权利要求2所述的太阳能电池MPPT充电控制装置，其特征在于，所述开关管电路包括N个并联的开关管，N为正整数，其中：N个所述开关管的控制端相互连接，其公共端作为所述开关管电路的控制端。4.如权利要求3所述的太阳能电池MPPT充电控制装置，其特征在于，所述续流电路包括M个并联的共阴二极管，M为正整数，其中：M个所述共阴二极管的阴极相互连接，其公共端作为所述续流电路的第一端，M个所述共阴二极管的阳极相互连接，其公共端作为所述续流电路的第二端。5.如权利要求3所述的太阳能电池MPPT充...

【专利技术属性】
技术研发人员：范耀华，李克天，刘强，周春强，卢诗毅，黄伟，郭亚文，胡锦辉，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44