一种mppt太阳能充电系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种mppt太阳能充电系统的控制方法，所述充电系统包括：控制太阳能充电系统的主控制器、前置开关、mppt控制器、后置开关、电池、太阳能板电源、外部主电源；主控制器与前置开关电性连接，前置开关与mppt控制器电性相连，前置开关分别与外部主电源、太阳能板电源电性连接，mppt控制器与后置开关电性连接，后置开关与电池电性连接。本发明专利技术基于mppt算法进行高效的太阳能充电模式，充电效率提高了大概10％

【技术实现步骤摘要】
一种mppt太阳能充电系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及充电控制
，具体而言，涉及一种mppt太阳能充电系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着国家新能源战略的侧重与科学技术的发展，太阳能作为新能源中的一种，因其具有更清洁、更经济、更便捷的特点，成为一个很重要的新能源研究方向，所以太阳能技术的发展有很大的潜力。同时，随着对太阳能技术研究的深入，将太阳能转换为电能可以缓解能源问题。所以在很多的场景下，太阳能作为另外一种可供应能源就显得尤其重要。
[0003]目前，户外使用的一些设备可以利用太阳能充电，方便了设备的续航使用，但是在传统的设备或者解决方案中，一般是采取太阳能直充，因为太阳能能源的不确定性，所以会出现充电效率不高，并且此种方式对电池的保护是不益的，从而缩短了电池使用寿命。这对于一个安装在外部的设备是致命的，因为大多数时候是不容易给这些外部的设备更换电池的。
[0004]可见，现有的太阳能充电方式存在充电效率低和电池使用寿命短的问题，并且一旦充电出现故障问题，反而会给设备使用带来更多的麻烦。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提升充电效率和延长电池使用期的MPPT太阳能充电系统及控制方法，通过MPPT控制器检测出太阳能板发电的电压，并追踪出一个最大的功率点，通过选择模式使得太阳能充电效率达到最大，维持以最大功率点对电池进行充电，以提高太阳能充电的效率和对电池的保护性。
[0006]如图2所示为本专利技术mppt太阳能充电系统的主要逻辑控制部分。本专利技术逻辑控制部分的作用就是智能化控制给电池充电。本申请所述的控制方法旨在提高充电效率和提高电池的使用寿命上。
[0007]本专利技术提供一种mppt太阳能充电系统，包括：控制太阳能充电系统的主控制器、前置开关、mppt控制器、后置开关、电池、太阳能板电源、外部主电源；
[0008]所述主控制器与前置开关电性连接，所述前置开关与所述mppt控制器电性相连，所述前置开关分别与所述外部主电源、所述太阳能板电源电性连接，所述mppt控制器与所述后置开关电性连接，所述后置开关与所述电池电性连接。
[0009]进一步地，所述mppt太阳能充电系统的电源供给方式包括两种：由外部主电源给电池充电，和/或，由太阳能板电源给电池充电；
[0010]当太阳能板电源或外部主电源单独存在时，由其中存在的供电；
[0011]当太阳能板电源或外部主电源都存在时优先通过外部主电源给电池供电，通过主控制器控制电源供给实现。
[0012]进一步地，所述电池为8.5v干电池，所述外部主电源为12v外部电源，所述mppt控
制器的充电包括：慢充、水滴式、涓流和快充4种电池正常充电曲线状态；
[0013]本专利技术基于mppt算法进行高效的太阳能充电模式，在通过mp2762A芯片驱动的mppt模式下充电具有上述四个流程，充电效率会提高大概10％
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30％，能够最大化利用太阳能板电源的输出功率并且能更好的保护电池和延迟电池寿命，这对于在户外不易更换电池的设备具有很大的优势。
[0014]本专利技术还提供根据上述所述的mppt太阳能充电系统的控制方法，包括以下步骤：
[0015]S1、当mppt太阳能充电系统上电后，首先关闭mppt控制器的充电芯片；
[0016]S2、将充电模式设置为mode1模式，所述主控制器定时读取外部主电源的adc(模数转换电路)，如太阳能板供电源和外部主电源都存在，则打开充电芯片，使用外部主电源(普通的充电模式)给电池充电；
[0017]在实现太阳能智能化充电时，主控制器一直在工作，主控制器的充电芯片也是一个单片机，充电芯片工作时需要消耗电量，所以原则上只有在用到mppt太阳能充电系统即启动充电的阶段才会打开mppt控制器；
[0018]所述mode1模式为默认充电模式；在对充电芯片模式(即所述mppt控制器)的选择时，本专利技术采取一个单刀双掷开关，此单刀双掷开关可以理解为主控制器对GPIO脚位的拉高即选择mode1模式给电池充电，主控制器对GPIO脚位拉低即选择mode2模式给电池充电；其中mode1模式是通过充电芯片运行mppt算法从而实现给电池充电，mode2模式是通过外部电源直接连接电池充电，在mppt控制器后面还连接有一个后置开关，用来控制充电芯片的开关断；如果前置开关和单刀双掷开关都选择了mode1模式，但是后置开关还是关闭的，则还是无法进行mode 1模式充电，单刀双掷开关的主要作用是通过控制充电芯片，从而控制mppt控制器运行的状态；
[0019]S3、使用外部主电源充电直到主控制器检测到只有太阳能板电源供电时，关闭充电芯片，读取太阳能板电源的adc，读取到太阳能板电源的电压后，与设定的阈值电压比较；
[0020]上述充电芯片也是单片机如果不先关掉的话，对采集到的太阳能板电源的adc的值会有影响；
[0021]如果读取到电池的电压小于阈值电压，则经过3s的debounce去抖动时间，关闭指示灯，同时跳转回到步骤S2；
[0022]如果读取到太阳能板电源的电压大于阈值电压或者电池的电压大于8.2v，则进入S4步骤；
[0023]S4、打开充电芯片，所述主控制器通过I2C与所述mppt控制器通信，设置mppt控制器的输入电压限制为阈值电压，读取mppt控制器的输入功率，与设定的阈值功率比较；
[0024]如果mppt控制器的输入功率小于阈值功率，则关闭充电芯片，并开启定时器，将充电模式设置为mode2模式，以mode2模式持续给设备充电，当定时器的时间设置到了时，跳转回到步骤S2；
[0025]如果mppt控制器的输入功率大于阈值功率，则将充电芯片的输入电压限制设置为8.5v，以避免后续电压扫描有低电压的时候出现；关闭掉mode2模式的定时器，将充电芯片的模式设置为mode1模式并将充电指示灯亮起，通过mppt控制器给电池充电；
[0026]当mppt控制器扫描到最大功率点时，进入mppt控制器的hold阶段，开启定时器，当定时器的时间设置到了时再次判断mppt控制器的输入功率，当输入功率小于阈值功率时，
再次判断电池的电压；
[0027]如果电池的电压大于电池的饱和电压8.2V，则继续以mode1模式维持当前的功率充电；如果电池的电压小于8.2v则跳转回到步骤S4进入mode2模式，并关闭定时器；当输入功率大于阈值功率时再进行一次mppt控制器的扫描阶段，以校正mppt控制器扫描到的最大功率点；
[0028]上述电池的饱和电压8.2v是本专利技术对应实施例的一个差不多的电池饱和电压，此时不宜于mode2模式给电池充电，为保护电池，继续采用mode1模式方式给电池充电；
[0029]本专利技术可以实时动态选取最佳功率点给电池供电，一直保持最高效最稳定的功率给电池充电，提高了充电功率，也保护了电池。
[0030]进一步地，所述S3步骤的所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种mppt太阳能充电系统，其特征在于，包括：控制太阳能充电系统的主控制器、前置开关、mppt控制器、后置开关、电池、太阳能板电源、外部主电源；所述主控制器与前置开关电性连接，所述前置开关与所述mppt控制器电性相连，所述前置开关分别与所述外部主电源、所述太阳能板电源电性连接，所述mppt控制器与所述后置开关电性连接，所述后置开关与所述电池电性连接。2.根据权利要求1所述的mppt太阳能充电系统，其特征在于，所述mppt太阳能充电系统的电源供给方式包括两种：由外部主电源给电池充电，和/或，由太阳能板电源给电池充电；当太阳能板电源或外部主电源单独存在时，由其中存在的供电；当太阳能板电源或外部主电源都存在时优先通过外部主电源给电池供电，通过主控制器控制电源供给实现。3.根据权利要求1所述的mppt太阳能充电系统，其特征在于，所述电池为8.5v干电池，所述外部主电源为12v外部电源，所述mppt控制器的充电包括：慢充、水滴式、涓流和快充4种电池正常充电曲线状态。4.根据权利要求3所述的mppt太阳能充电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、当mppt太阳能充电系统上电后，首先关闭mppt控制器的充电芯片；S2、将充电模式设置为mode1模式，所述主控制器定时读取外部主电源的adc模数转换电路，如太阳能板供电源和外部主电源都存在，则打开充电芯片，使用外部主电源给电池充电；所述mode1模式为默认充电模式；S3、使用外部主电源充电直到主控制器检测到只有太阳能板电源供电时，关闭充电芯片，读取太阳能板电源的adc，读取到太阳能板电源的电压后，与设定的阈值电压比较；如果读取到电池的电压小于阈值电压，则经过3s的debounce去抖动时间，关闭指示灯，同时跳转回到步骤S2；如果读取到太阳能板电源的电压大于阈值电压或者电池的电压大于8.2v，则进入S4步骤；S4、打开充电芯片，所述主控制器通过I2C与所述mppt控制器通信，设置mppt控制器的输入电压限制为阈值电压，读取mppt控制器的输入功率，与设定的阈值功率比较；如果mppt控制器的输入功率小于阈值功率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷伟峰，陈磊，
申请(专利权)人：德明通讯上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：