[發(fā)明專(zhuān)利]太陽(yáng)能光伏控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610047432.3
• 申請(qǐng)日: 2006-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101123353A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鐵巖;鞠振河
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)工程學(xué)院新能源研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H02J7/35;H02H11/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)亞泰專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 郭元藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬太陽(yáng)能發(fā)電裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種利用系統(tǒng)自帶太陽(yáng)能電池本身的光生伏打效應(yīng)，隨光強(qiáng)度的變化來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制負(fù)載接通/斷開(kāi)的太陽(yáng)能光伏控制器。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能作為一種新的能源形態(tài)，具有無(wú)限性及無(wú)地域應(yīng)用限制等特點(diǎn)，可與常規(guī)電力系統(tǒng)匹配，成為各地區(qū)開(kāi)發(fā)無(wú)污染、可持續(xù)發(fā)展新型能源的首選。

我國(guó)還有很多地區(qū)處于缺電狀態(tài)，這些地區(qū)距離電網(wǎng)較遠(yuǎn)，用電分散，并網(wǎng)發(fā)電難度很大，特別是在旅游、邊遠(yuǎn)地區(qū)，生活照明用電更加困難。而利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)解決這一問(wèn)題被認(rèn)為是一種最佳的選擇方案。目前，市場(chǎng)上已有很多太陽(yáng)能充電器，但太陽(yáng)能充電器的控制裝置一般均采用普通模擬器件，用比較器簡(jiǎn)單的判斷電池電壓來(lái)控制蓄電池的過(guò)充及過(guò)放，并且很少有用溫度補(bǔ)償電路控制，由此降低了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的性能，已經(jīng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，鉛酸蓄電池和充電控制器均是太陽(yáng)能獨(dú)立光伏系統(tǒng)中重要的部件之一。蓄電池可以存儲(chǔ)太陽(yáng)電池發(fā)出的不穩(wěn)定、不連續(xù)的電能，保證光伏系統(tǒng)有穩(wěn)定的輸出。而充電控制器的優(yōu)劣不但決定蓄電池的使用壽命，而且還直接影響光伏系統(tǒng)的電力輸出。

這里值得一提的是，公知的小系統(tǒng)太陽(yáng)能充電控制器智能化程度較低，帶負(fù)載能力差。光控功能需要在控制系統(tǒng)中額外增加一個(gè)光敏二極管(光敏電阻)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而光敏二極管的嚴(yán)重非線(xiàn)性及受環(huán)境因素影響性能的不穩(wěn)定性，特別是由于光敏二極管的很小的受光面，受灰塵覆蓋等因素的影響較嚴(yán)重，致使控制器的工作可靠性低。光控靈敏度的和光控動(dòng)作值很難實(shí)現(xiàn)可調(diào)性。同時(shí)控制系統(tǒng)沒(méi)有有效利用對(duì)光有靈敏、穩(wěn)定反應(yīng)、具有足夠大光接觸面的太陽(yáng)能電池，高科技產(chǎn)品的太陽(yáng)能電池在系統(tǒng)中只能起到充電的作用，對(duì)光控電路不起作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種系統(tǒng)不受環(huán)境因素變化影響，工作可靠穩(wěn)定，光控靈敏度及負(fù)載工作時(shí)間切入/退出點(diǎn)的調(diào)整幅度寬，調(diào)整步驟方便快捷，電源適用范圍大，系統(tǒng)自身功耗低的太陽(yáng)能光伏控制器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種太陽(yáng)能光伏控制器，它包括：太陽(yáng)能電池、系統(tǒng)電源、中央集成處理器、光控電壓取樣電路、負(fù)載開(kāi)關(guān)電路、直流負(fù)載、防反充保護(hù)電路、光控控制及靈敏度調(diào)整電路與控制電壓調(diào)整電路；所述太陽(yáng)能電池為系統(tǒng)電源提供能源兼作系統(tǒng)光控傳感器；所述光控電壓取樣電路將太陽(yáng)能電池采集信號(hào)送入中央集成處理器，經(jīng)負(fù)載開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流負(fù)載的光控；所述防反充電路遇光照時(shí)向系統(tǒng)電源充電，同時(shí)經(jīng)光控電壓取樣電路向光控控制及靈敏度調(diào)整電路提供高電平傳感信號(hào)，使中央集成處理器發(fā)出控制信號(hào)關(guān)斷負(fù)載，無(wú)光照時(shí)阻止系統(tǒng)電源向太陽(yáng)能電池反充電，同時(shí)經(jīng)光控電壓取樣電路向光控控制及靈敏度調(diào)整電路提供低電平傳感信號(hào)，使中央集成處理器觸發(fā)負(fù)載開(kāi)關(guān)電路，接通負(fù)載；所述中央集成處理器為555集成電路；所述系統(tǒng)電源經(jīng)控制電壓調(diào)整電路為中央集成處理器提供控制電壓；所述負(fù)載開(kāi)關(guān)電路還配有負(fù)載開(kāi)關(guān)電路保護(hù)電路；所述負(fù)載開(kāi)關(guān)電路保護(hù)電路采用穩(wěn)壓二極管和保護(hù)二極管；所述防反充保護(hù)電路包括阻塞二極管；所述負(fù)載開(kāi)關(guān)電路包括CMOS開(kāi)關(guān)管；所述光控電壓取樣電路包括可調(diào)電阻；所述555集成電路的電壓控制端設(shè)有穩(wěn)壓管和電阻串聯(lián)電路；利用光控電壓取樣電路的分壓電阻回路中的所述可調(diào)電阻及555集成電路電壓控制端的穩(wěn)壓管和電阻串聯(lián)電路參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn)光控靈敏度及負(fù)載工作時(shí)間切入點(diǎn)和退出點(diǎn)的調(diào)整。

由于系統(tǒng)核心部件采用了CMOS型555集成電路，使控制器的自身功耗降低，可以直接帶動(dòng)一定量的LED發(fā)光體。系統(tǒng)也可以利用555集成電路直接驅(qū)動(dòng)單個(gè)或雙管并聯(lián)的CMOS開(kāi)關(guān)管，從而方便地加大控制系統(tǒng)的帶負(fù)載能力。采用太陽(yáng)能電池作為傳感器的光敏元件使控制系統(tǒng)不受環(huán)境條件的影響，提高了控制器的靈敏度及可靠性。利用可調(diào)電阻R4方便地實(shí)現(xiàn)了光控靈敏度的可控制性。采用系統(tǒng)本身的太陽(yáng)能電池和一個(gè)集成電路實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)光控。利用本系統(tǒng)的電壓取樣分壓電阻電路中的可調(diào)電阻及555集成電路的控制電壓的穩(wěn)壓及電阻串聯(lián)電路參數(shù)調(diào)整均可以方便地改變光控的動(dòng)作電壓值，以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合負(fù)載的工作切入及退出時(shí)間。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于下列表述。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；

圖2為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的系統(tǒng)原理框圖；

圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式