[發明專利]用于太陽能發電系統的低損耗式充電控制器

無效

• 申請號: 201310729983.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103730934A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 陳丹平;王德才;楊彥輝;高家富
• 申請（專利權）人: 安徽巨日華電新能源有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務所 34105
• 代理人: 王惠英

技術領域

本發明涉及充電控制器，尤其涉及用于太陽能發電系統的低損耗式充電控制器。

背景技術

為了保護蓄電池、防止過充電，在絕大部分的太陽能發電系統中均包含了充電控制器，其最基本功能為當蓄電池飽滿時切斷充電電流，由于各種蓄電池的充電特性不同，所以，應根據電池類型選擇使用的充電控制器。常見的充電控制器的主電路圖如圖1所示。其工作原理：白天PV電池通過一個降壓電路（buck）給蓄電池充電。Q1開關開通時對蓄電池充電，對電感儲能,其回路是PV—Q1—L1—BAT—Q4—PV。關斷時電感上的能量釋放通過二極管續流，維持電流，其回路是L1—BAT—D1。具體見圖2和圖3。

晚上放電的時候蓄電池通過升壓電路對LED進行放電。Q2開關開通時對電感儲能，同時上個時刻的電容中的能量釋放出來維持負載的電壓，此時的二極管是截止的，其回路是BAT—L2—Q2—BAT，C1—LED—Q3—C1。關斷的時候蓄電池和電感同時對電容進行充電，對負載LED進行供電，其回路是BAT—L2—D2—C1—BAT，BAT—L2—D2—LED—Q3—BAT。具體見圖4和圖5。

此電路圖的升壓和降壓電路是分開的，這樣成本較高，功耗較大。

發明內容

本發明要解決的的技術問題是現有的用于太陽能發電系統的充電控制器升壓電路和降壓電路是分開的，成本較高、功耗較大，為此提供一種用于太陽能發電系統的低損耗式充電控制器。

本發明的技術方案是：用于太陽能發電系統的低損耗式充電控制器，它包括PV電池、蓄電池、功率開關管Q1、功率開關管Q2、功率開關管Q3、功率開關管Q4和LED負載，PV電池的負極與Q3的漏極相連，?Q3的源極與蓄電池的負極相連，PV電池的正極依次通過功率開關管Q1的漏極、源極和電感L與蓄電池的正極相連，電感L通過功率開關管Q2的漏極、源極與蓄電池的負極相連，功率開關管Q1的漏極和功率開關管Q2的源極之間連接有電容C1，PV電池的正極與負載的正極相連。負載的負極與Q4的漏極相連，Q4的源極與蓄電池的負極相連。

上述方案中所述功率開關管Q1、功率開關管Q2、功率開關管Q3和功率開關管Q4是MOSFET。

本發明的有益效果是相對于現有的用于太陽能發電系統的充電控制器去掉了一個電感和兩個二極管，節省了元器件成本；二極管的導通電壓在0.3~0.8V，整改后的充電控制器用功率開關管Q2，Q3代替了二極管。開關管Q2，Q3在導通狀態下，其導通電壓在0.1V左右，比二極管小得多，這樣用功率開關管來代替二極管，一方面減少了元器件的成本，另一方面減少了電路功耗，使充電控制器的工作效率提高了。

附圖說明

圖1是現有的充電控制器電路圖；

圖2是圖1中Q1開通時的電流流向示意圖；

圖3是圖1中Q1關閉時的電流流向示意圖；

圖4是圖1中Q2開通時的電流流向示意圖；

圖5是圖1中Q2關閉時的電流流向示意圖；

圖6是本發明電路圖；

圖7是圖6中Q1開通Q2關閉時的電流流向示意圖；

圖8是圖6中Q1關閉Q2開通時的電流流向示意圖；

圖9是圖6中Q1關閉Q2開通時的電流流向示意圖；

圖10是6中Q1開通Q2關閉時的電流流向示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖6所示，本發明包括PV電池、蓄電池、功率開關管Q1、功率開關管Q2、功率開關管Q3、功率開關管Q4和LED負載，PV電池的負極與Q3的漏極相連，?Q3的源極與蓄電池的負極相連，PV電池的正極依次通過功率開關管Q1的漏極、源極和電感L與蓄電池的正極相連，電感L通過功率開關管Q2的漏極、源極與蓄電池的負極相連，功率開關管Q1的漏極和功率開關管Q2的源極之間連接有電容C1，PV電池的正極與負載的正極相連。負載的負極與Q4的漏極相連，Q4的源極與蓄電池的負極相連。

其工作原理如下：如圖7所示，白天PV電池對蓄電池進行充電。功率開關管Q1開通Q2關斷時，PV對蓄電池充電，給電感L儲能，其回路是PV—Q1—L—BAT——Q3—PV。如圖8所示，功率開關管Q1關閉Q2開通時，電感L中儲存的能量會釋放出來維持蓄電池的電流，其回路是L—Q2—BAT—L。