太阳能充电电路制造技术

本实用新型专利技术涉及太阳能发电技术领域，具体涉及太阳能充电电路，包括充电主开关管VT1和储能电感L1，它们串联后再与所接入的太阳能电池PV和所接入的蓄电池BAT串联形成充电主回路；包括与太阳能电池PV并联的续流二极管D1，续流二极管D1、储能电感L1和蓄电池BAT串联形成续流回路；有辅助开关管S1与续流二极管D1串联后再与太阳能电池PV并联，辅助开关管S1受蓄电池BAT接入极性控制，蓄电池BAT带电接入极性正确则辅助开关管S1导通，蓄电池BAT带电极性反接则辅助开关管S1关断。本实用新型专利技术解决了蓄电池不慎带电极性反接造成蓄电池在续流回路中形成短路引发事故的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能发电
，具体涉及太阳能充电电路。
技术介绍
现有的太阳能充电技术中，一部分电路是直接采用开关管控制充电电路的导通与断开的，在充电主回路中没有续流回路，充电电流不连续，电流采样困难，给最大功率点跟踪性能的提高带来了障碍；充电电流的突变造成充电开关管的冲击电压应力很大，容易造成开关管过压击穿事故的发生；同时蓄电池两端的电压波动剧烈，电磁干扰严重，也降低了蓄电池的使用寿命。为此在太阳能充电电路中增加了储能电感和续流二极管，构成了 BUCK型充电电路，但是由于BUCK电路中的续流回路的存在，如果蓄电池不慎极性反接，则会造成蓄电池经过续流回路造成短路，从而引发火灾、人身伤害等严重事故。
技术实现思路
本技术旨在给出一种太阳能充电电路，尤其是一种新的电路拓扑结构，以解决蓄电池不慎带电极性反接造成蓄电池在续流回路中形成短路引发事故的问题。为此给出太阳能充电电路，包括充电主开关管VTl和储能电感LI，它们串联后再与所接入的太阳能电池PV和所接入的蓄电池BAT串联形成充电主回路；包括与太阳能电池PV并联的续流二极管D1，续流二极管D1、储能电感LI和蓄电池BAT串联形成续流回路；其特征是有辅助开关管SI与续流二极管Dl串联后再与太阳能电池PV并联，辅助开关管SI受蓄电池BAT接入极性控制，蓄电池BAT带电接入极性正确则辅助开关管SI导通，蓄电池BAT带电极性反接则辅助开关管SI关断。太阳能充电电路的工作原理是，太阳能电池PV、充电主开关管VT1、储能电感LI、蓄电池BAT串联形成充电主回路，续流二极管D1、电感LI、蓄电池BAT串联形成续流回路，充电主开关管VTl可以采用PWM控制方式，蓄电池BAT充电电流连续，电流采样方便，提高了最大功率点跟踪(MPPT)的性能；由于续流回路的存在，降低了充电主开关管VTl的冲击电压应力，保证了充电主开关管VTl可靠地工作；同时蓄电池BAT两端的电压波动降低，减小了电磁干扰，有利于延长蓄电池BAT的使用寿命。充电主开关管VTl可以是带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管。本技术的有益效果是，辅助开关管SI与续流二极管Dl串联后再与太阳能电池PV并联，辅助开关管SI受蓄电池BAT带电接入极性控制，当蓄电池BAT带电接入极性正确时，辅助开关管SI导通，续流回路功能正常，如果发生蓄电池BAT带电极性反接，则辅助开关管SI关断，防止了蓄电池BAT带电极性反接时续流回路短路，从而避免了蓄电池BAT起火造成人身伤害及财产损失事故的发生。辅助开关管SI可以是MOSFET管或IGBT管。本技术优选地，在充电主回路和续流回路的公共部分还串接有用于防止蓄电池BAT向太阳能电池PV放电的防倒流管VT2，防止了夜间或者没有太阳光时，蓄电池BAT对太阳能电池PV进行反向电流倒灌，避免了蓄电池BAT的能量损失。防倒流管VT2可以是单独的二极管或带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管，防倒流管VT2也可以是继电器或接触器。进一步地，充电主开关管VTl可以是带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管，其不在续流回路中。充电主开关管VTl和续流二极管Dl构成太阳能电池极性反接保护电路，当蓄电池BAT正确连接时，如果太阳能电池PV极性反接，主开关管VTl的寄生二极管和二极管Dl就对太阳能电池PV形成短路通道，太阳能电池PV本身是允许输出短路的，这就避免了蓄电池BAT电压和太阳能电池PV电压同向叠加造成防倒流管VT2过压损坏。本技术还可以包括二极管VDl和光耦Ul，二极管VDl与光耦Ul内部的光电二极管同向串联后接在蓄电池BAT的正、负极之间，通过光耦Ul实现蓄电池B AT接入极性对辅助开关管SI的控制。二极管VDl的作用是防止光耦Ul内部的光电二极管反向过压损坏。在此基础上更优选地，辅助开关管SI的驱动电压由蓄电池BAT的输出电压转换而成，蓄电池BAT带电接入极性正确则提供此驱动电压，蓄电池BAT带电极性反接则不提供此驱动电压，进一步保证蓄电池BAT反接时的安全保护。本技术采用上述技术方案，充电电流连续平滑，充电电流采样方便，提高了最大功率点跟踪的效率。同时，由于续流回路的作用，充电主开关管VTl的冲击电压应力很小，大大降低了热损耗，保证了充电主开关管VTl安全可靠地工作。本技术电路拓扑简单，系统效率高，同时具有防倒流、防止太阳能电池PV极性反接损坏、防止蓄电池BAT极性反接损坏的保护功能。附图说明图I是太阳能充电电路第一个实施例原理图。图2是太阳能充电电路第二个实施例原理图。图3是太阳能充电电路第三个实施例原理图。图4是太阳能充电电路第四个实施例原理图。图5是太阳能充电电路第五个实施例原理图。图6是蓄电池接入极性控制驱动电路原理图。图7是产生驱动电压的开关电源电路原理图。具体实施方式如图1、2、3、4或5，充电主开关管VT1、储能电感LI、太阳能电池PV和蓄电池BAT串联形成充电主回路，太阳能电池PV在充电主回路中向蓄电池BAT充电。续流二极管Dl与太阳能电池PV并联，续流二极管D1、储能电感LI和蓄电池BAT串联形成续流回路。充电主开关管VTl不在续流回路中在如图1、2或5所示的实施例中，充电主开关管VTl接在太阳能电池接线端子负极PV-;在如图3或4所示的实施例中，充电主开关管VTl接在太阳能电池接线端子正极PV+。防倒流管VT2则串接在充电主回路与续流回路的公共部分在如图1、2、3或4所示的实施例中，防倒流管VT2接在蓄电池接线端子负极BAT-，储能电感LI接在蓄电池接线端子正极BAT+ ;在如图5所示的实施例中，防倒流管VT2接在蓄电池接线端子正极BAT+,储能电感LI接在蓄电池接线端子负极BAT-。充电主开关管VTl在这些实施例中是带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管，受太阳能充电电路之外的控制系统控制导通和关断。防倒流管VT2用于防止蓄电池BAT向太阳能电池PV放电。防倒流管VT2在这些实施例中是带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管，受太阳能充电电路之外的控制系统控制；在其它实施例中可以改为是独立的二极管；在其它实施例中也可以改为是继电器或接触器，受太阳能充电电路之外的控制系统控制。当太阳能电池PV不慎反接时，太阳能电池PV就经充电主开关管VTl的寄生二极管和续流二极管Dl被短接，避免了蓄电池BAT电压和太阳能电池PV电压同向叠加造成防倒流管VT2的过压损坏。辅助开关管SI与续流二极管Dl串联后再与太阳能电池PV并联。辅助开关管SI受蓄电池BAT带电接入极性控制，具体地通过蓄电池接入极性控制驱动电路实现控制在如图1、3或5所示的实施例中，辅助开关管SI接在续流二极管DI的阳极端；在如图2或4所示的实施例中，辅助开关管SI接在续流二极管Dl的阴极端。辅助开关管SI在这些实施例中是MOSFET管或IGBT管。蓄电池BAT带电接入极性正确则辅助开关管SI导通，蓄电池BAT带电极性反接则辅助开关管SI关断，具体的实现可以如图6所示，二极管VDl与光耦Ul内部的光电二极管同向串联后接在蓄电池BAT的正、负极之间，通过光耦Ul实现蓄电池BAT接入极性对辅助开关管SI的控制当蓄电池BAT带电极性反接时，蓄电池正极接线端子BAT+电位低于本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能充电电路，包括充电主开关管VT1和储能电感L1，它们串联后再与所接入的太阳能电池PV和所接入的蓄电池BAT串联形成充电主回路；包括与太阳能电池PV并联的续流二极管D1，续流二极管D1、储能电感L1和蓄电池BAT串联形成续流回路；其特征是：有辅助开关管S1与续流二极管D1串联后再与太阳能电池PV并联，辅助开关管S1受蓄电池BAT接入极性控制，蓄电池BAT带电接入极性正确则辅助开关管S1导通，蓄电池BAT带电极性反接则辅助开关管S1关断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩军良，徐海波，宋青华，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：