[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

技術領域

?本發明主要涉及一種光伏發電系統能量管理控制電路，主要用于對由光伏發電板和蓄電池以及負載組成的能量系統進行能量管理和控制。

背景技術

能源集約型社會光伏作為一種清潔能源倍受青睞，光伏能源目前在公共設置中得到較為廣泛的應用。太陽能熱水器是一種光熱裝置，在其上加裝光伏系統，以收集太陽能轉換為電能供氣控制器等使用。現在技術中，單獨的光伏電源無法做到能量的合理利用和多方式利用。為了實現對光伏儲存的清潔能源進行科學管理和多種途徑高效利用，針對光伏太陽能電池板、蓄電池和用電負載組成的系統設計合理的光伏能源管理控制電路顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出一套對能量系統進行能源管理和控制，可對太陽能光伏板發出的電能進行儲存，實現鋰電池充放電管理，同時設置電源輸出口實現電能的多種用途合理利用的一種多功能光伏發電系統的能量管理控制電路。

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特點是：

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（蓄電池組正極電壓）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。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特點是：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。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特點是：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。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現。以上所述的多功能光伏發電系統能量管理控制電路，其特點是：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。