[實用新型]高效率太陽能燈控制器

無效

• 申請號: 200720095539.5
• 申請日: 2007-03-20
• 公開（公告）號: CN201038819Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 劉大利;趙二剛;王慶章;許盛之;趙庚申;丁思唯
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02H7/18;H02M3/28
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯力

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能光伏技術領域中的太陽能燈控制器，特別是涉及一種具有最大功率點跟蹤功能和智能充電管理的高效率太陽能燈控制器。

背景技術

太陽能是一種清潔的可再生能源，是取之不盡的能源資源。太陽電池可以直接將太陽能轉換為電能，不對環境產生任何污染。近年來隨著光伏技術的飛速發展，太陽能在照明燈具上的應用日益擴大，近幾年來，太陽能燈具產品由于安全、節能、方便、環保等多重優勢，應用已經逐漸形成規模。

太陽能燈控制器是太陽能照明系統中重要的部件之一，控制器的優劣不但決定蓄電池的使用壽命，而且還直接影響光伏系統的電力輸出。獨立光伏系統中一般是根據儲能蓄電池的額定電壓來選擇太陽電池輸出電壓，而對蓄電池的充放電控制，則是通過監控蓄電池的電壓實現。控制工作電壓在一定程度上可以調節太陽電池的輸出，但太陽電池的最大功率點是變化的，當太陽電池的最大功率點超出所控制的范圍時，就會浪費一部分能源。因此，為了有效利用太陽能，就必須跟蹤控制太陽電池的最大功率點來調節太陽電池的輸出；同時將蓄電池充電電壓限制在一定的范圍，以保證蓄電池有穩定的電壓。對于太陽能燈具的設計來說，成功的控制電路設計不但能增加燈具的工作穩定性，更能延長蓄電池和燈具壽命，降低系統成本。因此控制器的設計是關鍵。

目前市場上的小型太陽能燈控制器產品很不完善，國內的小型太陽能燈控制器中均未發現有最大功率跟蹤技術，大多采用恒壓法來控制整個充電過程，雖然在一定程度上簡化了控制器的結構，降低了一些成本，但這樣對太陽能電池的利用率大大降低，不利于太陽能產業的研究和發展。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種具有最大功率點跟蹤功能和智能充電管理的高效率太陽能燈控制器。

本實用新型所采用的技術方案是：一種高效率太陽能燈控制器，包括有太陽能電池、蓄電池、單片機系統，兩個繼電器電路、DC-DC變換電路、以及兩路電流電壓采集電路，其中，太陽能電池、一個繼電器電路、DC-DC變換電路、蓄電池、另一個繼電器電路依次相連；第一路電流電壓采集電路的輸入與太陽能電池相連，輸出與單片機系統相連；第二路電流電壓采集電路的輸入與蓄電池相連，輸出與單片機系統相連；單片機系統還分別與兩個繼電器電路、DC-DC變換電路相連接。

所述的DC-DC變換電路采用SEPIC拓撲電路結構。

所述的兩路電流電壓采集電路是由雙運算放大器U2和電流檢測芯片U3和U6構成，其中，雙運算放大器U2的左側運算放大器OUT1與電流檢測芯片U3組成第一路用于檢測太陽電池的輸出電壓和電流的電壓電流檢測電路；雙運算放大器U2的右側運算放大器OUT2與電流檢測芯片U6組成第二路用于檢測蓄電池的充電電壓和電流的電壓電流檢測電路；雙運算放大器U2的腳3通過電阻R7的一端V1、腳5通過電阻R11的一端V3、電流檢測芯片U3的腳1和腳8、電流檢測芯片U6的腳1和腳8分別連接繼電器電路和繼電器電路中的檢測電阻R2、R3的兩端；雙運算放大器U2的腳1和腳2通過電阻R9的一端out1、腳6和腳7通過電阻R10的一端out3、電流檢測芯片U3的腳5通過電阻R14的一端ios、電流檢測芯片U6的腳5通過電阻R15的一端ioc與單片機系統中的芯片U5的四個管腳即腳2和腳3、腳7和腳8相連進行AD轉換。

所述的繼電器電路、DC-DC變換電路、繼電器電路包括有檢測電阻R2、R3、繼電器K1和繼電器K2、變壓器T1、MOS管Q2、三極管Q1、Q3、芯片U1，其中，電阻R2通過電感L1和保險絲F1與繼電器K2的腳5相連；電阻R3通過電感L2與繼電器K1的腳5相連；繼電器K1的腳4通過發光二極管D2電阻R5接地，腳1通過二極管D1與腳2一起接三極管Q1的集電極，腳3連接變壓器T1的輸入端，三極管Q1的基極通過電阻R4連接單片機系統中的芯片U5的腳9，發射極接地；繼電器K2的腳4接負載，腳1通過二極管D4與腳2一起接三極管Q3的集電極，三極管Q1的基極通過電阻R6連接單片機系統中的芯片U5的腳10，發射極接地；MOS管Q2的一端與變壓器T1相連，一端接地，另一端與芯片U1的腳5和腳7相連，芯片U6的腳2和腳4接單片機系統中的芯片U5的腳17；變壓器T1的輸出還與相并聯的兩個二極管D3的一端相連，相并聯的兩個二極管D3的另一端通過電容C4、C5的并聯接地，還連接保險絲F1。

本實用新型的高效率太陽能燈控制器，具有最大功率點跟蹤功能和智能充電管理功能，能明顯提高光伏系統的工作效率，間接的降低系統成本；更好的保護蓄電池，延長蓄電池的壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統框圖；