[發明專利]一種多功能光伏發電系統的能量管理控制電路

有效

• 申請號: 201410517040.3
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104270086B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 顧常杰
• 申請（專利權）人: 連云港眾沃太陽能技術有限公司
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;H02J7/00;H02S40/38
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

1.一種多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特征在于：

該電路包括太陽能光伏板充電管理電路、鋰電池管理電路、12V轉USB-5V穩壓電路、電量檢測與輸出控制電路；

所述的太陽能光伏板充電管理電路主要由太陽能電池充電管理芯片CN3722及其相關外圍電路組成，CN3722連接光伏充電器和蓄電池，控制其充電，實現鋰電池組的恒壓和恒流充電；

所述的鋰電池管理電路包括鋰離子可充電電池保護用芯片S-8054A及其外圍電路組成；S-8054A對電池充放電進行三段監測，通過對充放電回路上的MOS管進行調制控制以控制電池合理充放電；

所述的USB-5V穩壓輸出電路將蓄電池電壓轉換為USB的5V電壓輸出給其他用電負載用電；

所述的電量檢測與輸出控制電路主要用以實現蓄電池電量的檢測和5級顯示，同時觸控開關可以控制輸出電源的通斷控制輸出狀態；觸控開關周圍設背光板用以顯示輸出電源通斷狀態；

該電路圍繞電氣節點VBAT分布，板充電管理電路通過MOS管M4連接光伏充電端口J1和蓄電池正極，U1芯片CN3722通過引腳16-DRV控制M4通斷狀態以控制蓄電池充電；鋰電池管理電路通過兩個MOS管M5、M6連接蓄電池和整體電路，U2芯片S-8254A控制引腳1-COP和2-DOP控制M5和M6的通斷以控制鋰電池組充放電；12V轉USB-5V穩壓輸出電路通過穩壓芯片U7?LM2596S-5.0的1-VIN引腳取蓄電池電壓VBAT，將其轉換成5V電壓輸出給USB用電器；電量檢測和輸出控制電路利用U101?ATtiny24-20SSU的引腳PA0采集蓄電池電壓VBAT的值，并通過點亮LED輸出顯示電池電量。

2.根據權利要求1所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特征在于：太陽能光伏板充電管理電路中：光伏電池板所產生的電能通過充電口J1輸出，此電能經過MOS管M4輸入到蓄電池VBAT端；U1芯片CN3722通過其MPPT引腳獲取充電最大功率點，同時通過CSP引腳獲取充電電流信號和FB引腳獲取電池電壓信號；U1通過DRV引腳對MOS管M4進行調制，實現恒壓充電和恒流充電，并通過STAT1和STAT2兩個引腳反應不同的充電狀態。

3.根據權利要求1所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特征在于：鋰電池管理電路中：電池組保護用芯片U2?S-8254A對蓄電池組每個電池單元進行電壓檢測和3段過電流檢測，通過控制M5和M6兩個MOS管的開閉控制蓄電池的充放電狀態，對過流和過充的情況作出相應的保護，以保護蓄電池組。

4.根據權利要求1所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特征在于：USB-5V穩壓電路中：U7?LM2596S-5.0是一個5端穩壓元件，該元件將蓄電池VBAT的12V電壓轉換為5V，并通過USB插座J101給外圍負載提供5V的穩定電源。

5.根據權利要求1所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特征在于：電量檢測與輸出控制電路中：U101?ATtiny24-20SSU為一個8位電源控制MCU，通過R14和R18組成的分壓電路，其13引腳采VBAT蓄電池正極輸出端的電壓，并通過8、9、10、11、12這五個引腳控制HL1，HL2，HL3，HL4，HL5這組發光二極管的亮滅，分5檔顯示蓄電池的電量值；觸摸開關K1與U4單鍵電容式觸摸按鍵IC-JR223B連接，將開關信號輸入U101，U101根據該信號控制7引腳輸出電平，通過由三極管Q103組成的開關電路控制繼電器U3開斷，以實現輸出端口J2的上電控制；同時U101接收到觸摸信號后，調整3引腳電平，通過由三級管Q1組成的開關電路，控制接插件P2的通電狀態，其中P2外接觸摸開關K1周圍的背光底板，用以示意當前輸出端口J2的工作狀態。