一种新型的太阳能控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及新型的太阳能控制器，可有效解决太阳能发电系统的控制，保证使用效果的问题，其结构是，包括机箱和机箱内的控制电路，机箱是箱体前面上部有ＬＣＤ显示屏，ＬＣＤ显示屏下面左右有键盘和报警器，机箱的顶部有直线排列的太阳能电池接口、蓄电池接口、负载接口和串口，控制电路是由微处理器和与微处理器相联的驱动电路构成，微处理器经串口分别与温度传感器、报警器、ＬＣＤ显示屏、键盘相连，微处理器通过接口经蓄电池接口同蓄电池相连，并通过接口经太阳能电池接口接太阳能电池，本实用新型专利技术结构简单，使用方便，性能稳定，效果好，不仅提高了太阳电池的工效效率，同时也保护了所使用的蓄电池，在利用绿色能源方面具有良好的社会效益和经济效益。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及控制设备，特别是一种新型的太阳能控制器。二
技术介绍
随着能源危机和环境污染的加深，太阳能的研究和利用受到广泛的关注。太阳能 是丰富的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染，人类在太阳能的有效利用 中，太阳能充电是近些年发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。太 阳能电池发电是基于“光生伏打效应”原理，将太阳能转化为电能，利用充电效应将太阳辐 射直接转化为电能。它具有长期性、清洁性和灵活性大的优点，是其他能源无法比拟的。太阳能控制器是太阳能发电系统的重要设备，其性能的好坏直接影响太阳能发电 系统的使用效果。目前常规的控制器主要采用模拟电路，往往存在以下一些不足1.功能单 一，难以实现全面的保护2.保护点参数较难改变3很难实现温度补偿，难以达到最佳工作 效果4.不适宜批量生产等。因此，其改进和创新是需要认真解决的问题。三
技术实现思路
针对上述情况，本技术之目的就是提供一种新型的太阳能控制器，可有效解 决太阳能发电系统的控制，保证使用效果的问题，其解决的技术方案是，包括机箱和机箱内 的控制电路，机箱是箱体前面上部有IXD显示屏，IXD显示屏下面左右有键盘和报警器，机 箱的顶部有直线排列的太阳能电池接口、蓄电池接口、负载接口和串口，控制电路是由微处 理器和与微处理器相联的驱动电路构成，微处理器经串口分别与温度传感器、报警器、LCD 显示屏、键盘相连，微处理器通过接口经蓄电池接口同蓄电池相连，并通过接口经太阳能电 池接口接太阳能电池，本技术结构简单，新颖独特，使用方便，性能稳定，效果好，不仅 提高了太阳电池的工效效率，同时也保护了所使用的蓄电池，在利用绿色能源方面具有良 好的社会效益和经济效益。四附图说明图1为本技术的机箱立体结构图。图2为本技术的控制电路图。五具体实施方式由图1、2所示，本技术包括机箱和机箱内的控制电路，机箱是箱体1前面上部 有IXD显示屏4，IXD显示屏4下面左右有键盘5和报警器6，机箱的顶部有直线排列的太 阳能电池接口 8、蓄电池接口 2、负载接口 3和串口 7，控制电路是由微处理器和与微处理器 相联的驱动电路构成，微处理器经串口分别与温度传感器、报警器、LCD显示屏、键盘相连， 微处理器通过接口经蓄电池接口 2同蓄电池相连，并通过接口经太阳能电池接口 8接太阳 能电池。为了保证使用效果，由图2给出，本技术的控制电路具体结构是，微处理器 IC (AVR mega32型)经串口 I/O分别接温度传感器、报警器6、IXD显示屏4、键盘5，微处理 器IC的A/D脚经接口同蓄电池和太阳能电池板电源输出端相连(太阳能电池板图中未给 出)，微处理器IC的PWM1、PWM2脚上分别接有第一驱动电路和第二驱动电路；所说的第一 驱动电路是三极管Q2的基极经电阻R2接微处理器IC的PWMl脚，三极管Q2的发射极接 地，三极管Q2的集电极接电阻R1、场效应开关晶体三极管Q1，并经电阻Rl接太阳能电源输 入端A2，场效应开关晶体三极管Ql另两端上并联有二极管D1，并分别同太阳能电源输入端 A2、二极管VD2的正极、电容C2、蓄电池的B2端、电阻R3及场效应开关晶体三极管Q3和二 极管D3相连；所说的第二驱动电路是，三极管Q4的基极经电阻R4接微处理器IC的PWM2 脚，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极接电阻R3的另一端和场效应开关晶体三 极管Q3，三极管Q3的另两极上并接有二极管D3，二极管D3及场效应开关晶体三极管Q3的 输出端Vout经箱体上部的负载接口 3接负载；所说的蓄电池A、B两端经导线并接有电容 C1、C2、二极管D2，二极管D2及电容C2端的一导线上串接有电感L ；所说的IXD显示屏后部 有LCD背光灯；太阳能电源输入端A2与微处理器IC的PWMl脚间装有太阳能电池电压检测 器；蓄电池与微处理器IC的PWM2脚间装有电池电压检测器。由上述结构可以看出，本技术的控制电路是以AVR mega 32为控制核心，外围 电路主要由蓄电池电压及环境温度检测与充放电控制电路、电池板电压检测、负载电流检 测与输出控制电路、状态显示电路、串口数据上传和键盘输入电路构成。电压检测电路用于识别光照的强度和获取蓄电池端电压。温度检测电路用于蓄电 池充电温度补偿。该系统采用PWM方式驱动充电电路，控制蓄电池的最优充放电。负载电流 检测电路用于过流保护及负载功率检测。状态显示电路用于系统状态的显示，包括电压、负 载状况及充放电状态的显示。串行口上传数据电路用于系统运行参数的上传，实现远程监 控。键盘输入电路用于充电模式设定及IXD背光开启。该控制器在有阳光时接通电池板， 向蓄电池充电；当夜晚或阴天阳光不足时，蓄电池放电，以保证负载不停电 AVR微处理器是Atmel公司的8位嵌入式RISC处理器，具有高性能、高保密性、低 功耗等优点。程序存储器和数据存储器可独立访问的哈佛结构，代码执行效率高。系统采 用的mega 32处理器包含有32KB片内可编程FLASH程序存储器；1KB的E2PR0M和2KBRAM ； 同时片内集成了看门狗；8路10位ADC ;3路可编程PWM输出；具有在线系统编程功能，片内 资源丰富，集成度高，使用方便。AVR mega 32可以很方便地实现外部输入参数的设置，蓄电 池及负载的管理，工作状态的指示等。由于蓄电池的充放电控制阀控密封铅酸蓄电池具有蓄能大，安全和密封性能好， 寿命长，免维护等优点，所以在光伏系统中被大量使用。蓄电池充电过程一般有3个阶段 初期电压快速上升；中期电压缓慢上升，延续时间较长；充电末期电压开始上升；接近顶点 时，蓄电池中的水被电解，应立即停止充电，防止损毁电池。所以对蓄电池充电，通常采用的 方法是在初期、中期快速充电，恢复蓄电池的容量；在充电末期采用小电流长期补充电池因 自放电而损失的电量。蓄电池放电过程主要有三个阶段开始阶段电压下降较快；中期电压缓慢下降且 延续较长的时间；在最后阶段放电电压急剧下降，应立即停止放电，否则将会给蓄电池照成 不可逆转的损坏。因此，如果对阀控密封铅酸蓄电池充放电控制方法不合理，不仅充电效率降低，蓄电池的寿命也会大幅缩短，造成系统运行成本增加。在蓄电池的充放电过程中，除 了设置合适的充放电阈值外，还需要对充放电阈值进行适当的温度补偿，并进行必要的过 充电和过放电保护。根据阀控密封铅酸蓄电池的特点，控制器利用MCU的PWM功能对蓄电池进行充电 管理。若太阳能电池正常充电时蓄电池开路，控制器将关断负载，以保证负载不被损伤；若 在夜间或太阳能电池不充电时蓄电池开路，由于自身控制器得不到电力，不会有任何动作。 当充电电压高于保护电压(15V)时，自动关断对蓄电池的充电；此后当电压掉至维护电压 (13. 2V)时，蓄电池进人浮充状态，当低于维护电压(13. 2V)后，浮充关闭，进入均充状态。 当蓄电池电压低于保护电压(10. 8V)时，控制器自动关闭负载，以保护蓄电池不受损坏。若 出现过放，应先进行提升充电，使蓄电池的电压恢复到提升电压后再保持一定时间，防止蓄 电池出现硫化。通过PWM控制充电电路(智能三阶段充电)，可使太阳能电池板发挥最大功 效，提高系统充电效率。温度补本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的太阳能控制器，包括机箱和机箱内的控制电路，其特征在于，机箱是箱体（１）前面上部有ＬＣＤ显示屏（４），ＬＣＤ显示屏（４）下面左右有键盘（５）和报警器（６），机箱的顶部有直线排列的太阳能电池接口（８）、蓄电池接口（２）、负载接口（３）和串口（７），控制电路是由微处理器和与微处理器相联的驱动电路构成，微处理器经串口分别与温度传感器、报警器、ＬＣＤ显示屏、键盘相连，微处理器通过接口经蓄电池接口（２）同蓄电池相连，并通过接口经太阳能电池接口（８）接太阳能电池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽亚，郑香舜，冯振新，
申请(专利权)人：晶诚郑州科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]