防倒灌电路及其控制方法以及光伏充电控制器技术

本发明专利技术涉及防倒灌电路，其连接于太阳能电池板与蓄电池之间，包括：BUCK充电单元、驱动单元和主控单元，BUCK充电单元连接于太阳能电池板与蓄电池之间，BUCK充电单元包括整流管和续流管；驱动单元与整流管和续流管连接；主控单元与驱动单元连接，当BUCK充电单元为电感电流断续模式时，主控单元控制驱动单元向整流管和续流管分别输出第一驱动信号和第二驱动信号，其中，第二驱动信号在第一驱动信号关断时间的一半时输出；以及，当BUCK充电单元的工作状态为电感电流连续模式时，控制驱动单元向整流管和续流管分别输出第三驱动信号和第四驱动信号，其中，第四驱动信号在第三驱动信号关断时输出。通过主控单元的作用可以有效的防止蓄电池能量倒灌及提升充电效率。

Anti backflow circuit and its control method as well as photovoltaic charging controller

【技术实现步骤摘要】
防倒灌电路及其控制方法以及光伏充电控制器
本专利技术涉及充放电
，特别是防倒灌电路及其控制方法以及光伏充电控制器。
技术介绍
现有的光伏充电控制器中主要采用BUCK电路降压给蓄电池进行充电，其中防倒灌的电路设计主要有两种方式。如图1所示，第一种方式为在续流电路中采用功率二极管进行续流，此方法适用于小功率的BUCK电路，此种电路稳定，由于二极管的单向导通性质，充电时不存在倒灌的情况，缺点是效率低，并且在用于大功率电路充电时续流二极管损耗大，需要大体积的散热器，不仅效率更低，而且成本也高；如图2所示，第二种方式为在续流电路中采用场效应管续流，此种电路损耗小，效率高，缺点是：在光伏充电控制器的BUCK电路中，输出端为蓄电池，所以不能像传统的同步整流BUCK电路控制器方法一样—主功率管与续流管一直互补，需要对续流管做相应的特殊控制，才能保证蓄电池不会对续流管倒灌的情况，传统的控制器可能会在输出端加防倒灌电路解决蓄电池倒灌的问题，但在大功率充电器的应用中，防倒灌的场效应管损耗较大，影响系统效率。因此，亟需设计一种防倒灌电路，使应用该电路的光伏充电控制器中不会出现倒灌的情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种防倒灌电路及其控制方法以及光伏充电控制器，旨在解决现有光伏充电控制器易出现蓄电池倒灌且效率不够高的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供一种防倒灌电路，其连接于太阳能电池板与蓄电池之间，其包括：BUCK充电单元、驱动单元和主控单元，BUCK充电单元连接于所述太阳能电池板与所述蓄电池之间，所述BUCK充电单元包括整流管和与所述整流管连接的续流管，所述整流管与所述太阳能电池板连接以对充电电流进行整流，所述续流管与所述蓄电池连接以为所述蓄电池提供续流的通路；驱动单元与所述BUCK充电单元的所述整流管以及续流管连接；主控单元与所述驱动单元连接，所述主控单元用于当所述BUCK充电单元为电感电流断续模式时，控制所述驱动单元向所述整流管输出第一驱动信号以及向所述续流管输出第二驱动信号，其中，所述第二驱动信号在所述第一驱动信号关断时间的一半时输出；以及当所述BUCK充电单元的工作状态为电感电流连续模式时，所述主控单元控制所述驱动单元向所述整流管输出第三驱动信号以及向所述续流管输出第四驱动信号，其中，所述第四驱动信号在所述第三驱动信号关断时输出。进一步的，所述主控单元还用于当所述BUCK充电单元的工作状态从所述电感电流断续模式转换为所述电感电流连续模式时，延时控制所述驱动单元输出第三驱动信号至所述整流管以及第四驱动信号至所述续流管。进一步的，所述主控单元还用于当所述BUCK充电单元的工作状态从所述电感电流连续模式转换为所述电感电流断续模式时，控制所述驱动单元输出第一驱动信号至所述整流管以及第二驱动信号至所述续流管。进一步的，所述BUCK充电单元包括：第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一电容、第二电容、第一电阻和电感，所述第三场效应管的源极与所述太阳能电池板的正极相连，所述第三场效应管的漏极与所述第一电容一端相连，所述第一电容的另一端与所述太阳能电池板的负极相连，所述第一场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极及所述第一电容的一端相连，所述第一场效应管的栅极与所述主控单元相连，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极及所述电感的一端相连，所述第二场效应管的栅极与所述主控单元相连，所述第二场效应管的源极与所述第一电容的另一端相连，所述第二场效应管的漏极与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端通过所述第一电阻与所述电感的另一端相连，所述第二电容的一端与所述蓄电池的负极相连，所述第二电容的另一端与所述蓄电池的正极相连，其中，相位点位于所第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极与所述电感一端的相连交点处。第二方面，本专利技术提供了一种防倒灌电路的控制方法，所述防倒灌电路为如上述第一方面所述的防倒灌电路，所述主控单元用于执行所述控制方法，所述控制方法包括：采集当前充电电流、当前输入电压以及当前输出电压；根据所述当前充电电流、所述当前输入电压以及所述当前输出电压利用预设规则判断所述BUCK充电单元的工作状态，其中，所述工作状态包括电感电流连续模式以及电感电流断续模式；当所述BUCK充电单元为电感电流断续模式时，控制所述驱动单元输出第一驱动信号以及第二驱动信号至所述BUCK充电单元，其中，所述第二驱动信号在所述第一驱动信号关断时间的一半时输出；当所述BUCK充电单元的工作状态为电感电流连续模式时，所述主控单元控制所述驱动单元输出第三驱动信号以及第四驱动信号至所述BUCK充电单元，其中，所述第四驱动信号在所述第三驱动信号关断时输出。进一步的，所述预设规则为：当Vin*D1＜Vout，或，Ic＜K1*Iout时，所述BUCK充电单元的工作状态为电感电流断续模式；当Vin*D2≥Vout且Ic≥K2*Iout时，所述BUCK充电单元的工作状态为电感电流连续模式；其中，所述Vin为当前输入电压；所述D1为所述整流管所接收的第一驱动信号；所述Vout为当前输出电压；所述Ic为当前充电电流；所述K1为预设的第一比例系数；所述Iout为额定充电电流；所述D2为所述整流管所接收的第三驱动信号的占空比；所述K2为预设的第二比例系数。进一步的，所述第一比例系数相对于所述第二比例系数的差值在1％-3％。进一步的，所述控制方法还包括：当所述BUCK充电单元的工作状态从所述电感电流断续模式转换为所述电感电流连续模式时，延时控制所述驱动单元输出第三驱动信号以及第四驱动信号至所述BUCK充电单元。进一步的，所述控制方法还包括：当所述BUCK充电单元的工作状态从所述电感电流连续模式转换为所述电感电流断续模式时，控制所述驱动单元输出第一驱动信号以及第二驱动信号至所述BUCK充电单元。第三方面，本专利技术提供了一种光伏充电控制器，其包括如上述第一方面所述的防倒灌电路。本专利技术的有益效果在于，当太阳能电池板对蓄电池进行充电时，通过使用主控单元输出控制信号，控制信号通过驱动单元产生驱动信号，驱动信号使BUCK充电单元的整流管和续流管有不同的工作状态，使BUCK充电单元工作在电感电流断续模式或电感电流连续模式状态下，以此达到高效率的对蓄电池进行充电，且避免蓄电池能量发生倒灌。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，附图中：图1是在续流电路中采用功率二极管的防倒灌电路结构示意图；图2是在续流电路中采用场效应管的防倒灌电路结构示意图；图3是本专利技术防倒灌电路的结构框图；图4是本专利技术BUCK充电单元的结构示意图；图5是本专利技术驱动单元和主控单元的结构示意图；图6是本专利技术防倒灌电路的控制方法的流程示意图；图7是本专利技术的第一驱动信号和第二驱动信号的波形图；图8是本专利技术的第三驱动信号和第四驱动信号的波形图；图9是本专利技术的BUCK充电单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防倒灌电路，其连接于太阳能电池板与蓄电池之间，其特征在于，包括：/nBUCK充电单元，其连接于所述太阳能电池板与所述蓄电池之间，所述BUCK充电单元包括整流管和与所述整流管连接的续流管，所述整流管与所述太阳能电池板连接以对充电电流进行整流，所述续流管与所述蓄电池连接以为所述蓄电池提供续流的通路；/n驱动单元，其与所述BUCK充电单元的所述整流管以及续流管连接；/n主控单元，其与所述驱动单元连接，所述主控单元用于当所述BUCK充电单元为电感电流断续模式时，控制所述驱动单元向所述整流管输出第一驱动信号以及向所述续流管输出第二驱动信号，其中，所述第二驱动信号在所述第一驱动信号关断时间的一半时输出；以及，/n当所述BUCK充电单元的工作状态为电感电流连续模式时，所述主控单元控制所述驱动单元向所述整流管输出第三驱动信号以及向所述续流管输出第四驱动信号，其中，所述第四驱动信号在所述第三驱动信号关断时输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种防倒灌电路，其连接于太阳能电池板与蓄电池之间，其特征在于，包括：
BUCK充电单元，其连接于所述太阳能电池板与所述蓄电池之间，所述BUCK充电单元包括整流管和与所述整流管连接的续流管，所述整流管与所述太阳能电池板连接以对充电电流进行整流，所述续流管与所述蓄电池连接以为所述蓄电池提供续流的通路；
驱动单元，其与所述BUCK充电单元的所述整流管以及续流管连接；
主控单元，其与所述驱动单元连接，所述主控单元用于当所述BUCK充电单元为电感电流断续模式时，控制所述驱动单元向所述整流管输出第一驱动信号以及向所述续流管输出第二驱动信号，其中，所述第二驱动信号在所述第一驱动信号关断时间的一半时输出；以及，
当所述BUCK充电单元的工作状态为电感电流连续模式时，所述主控单元控制所述驱动单元向所述整流管输出第三驱动信号以及向所述续流管输出第四驱动信号，其中，所述第四驱动信号在所述第三驱动信号关断时输出。


2.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，所述主控单元还用于当所述BUCK充电单元的工作状态从所述电感电流断续模式转换为所述电感电流连续模式时，延时控制所述驱动单元输出第三驱动信号至所述整流管以及第四驱动信号至所述续流管。


3.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，所述主控单元还用于当所述BUCK充电单元的工作状态从所述电感电流连续模式转换为所述电感电流断续模式时，控制所述驱动单元输出第一驱动信号至所述整流管以及第二驱动信号至所述续流管。


4.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，所述BUCK充电单元包括：第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一电容、第二电容、第一电阻和电感，所述第三场效应管的源极与所述太阳能电池板的正极相连，所述第三场效应管的漏极与所述第一电容一端相连，所述第一电容的另一端与所述太阳能电池板的负极相连，所述第一场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极及所述第一电容的一端相连，所述第一场效应管的栅极与所述主控单元相连，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极及所述电感的一端相连，所述第二场效应管的栅极与所述主控单元相连，所述第二场效应管的源极与所述第一电容的另一端相连，所述第二场效应管的漏极与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端通过所述第一电阻与所述电感的另一端相连，所述第二电容的一端与所述蓄电池的负极相连，所述第二电容的另一端与所述蓄电池的正极相连，其中，相位点位于所第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹红泽，彭彪，杨桂贤，陈勇，
申请(专利权)人：深圳硕日新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44