[發(fā)明專利]光伏電池供電的智能化電源管理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110059327.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN112653225A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊須葉;張曉陽;李平華;張佳寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/35
• 分類號(hào): H02J7/35;H02J7/00;H02H3/10;H02H3/20;H02H3/26;H02H3/027;H02J9/06
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1.一種光伏電池供電的智能化電源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：電池電源的充放電系統(tǒng)（201）、供電系統(tǒng)電路保護(hù)系統(tǒng)（202）、用電設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)（203）；

所述電池電源的充放電系統(tǒng)包括太陽能充放電（21）、市電充放電（22）和蓄電池充放電（23）；所述供電電路保護(hù)系統(tǒng)包括負(fù)載智能調(diào)節(jié)電路（24）、過壓過流保護(hù)電路（25）和斷電故障報(bào)警電路（26）；所述電池電源的充放電系統(tǒng)與供電電路保護(hù)系統(tǒng)之間引入整流橋（204），避免因?yàn)橐虢涣麟姸档凸╇娤到y(tǒng)的工作效率；所述用電設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)電路包括延時(shí)電路（205）、自動(dòng)關(guān)閉電路（206）和防爆電路（207）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池電源的充放電系統(tǒng)，蓄電池（302）的電能來源包括太陽能電池板（301）和市電（充電）兩部分組成；

其特征在于，運(yùn)用傳感器（303）來檢測(cè)蓄電池電壓信號(hào)，把傳感器監(jiān)控太陽能給蓄電池充電過程，來實(shí)現(xiàn)蓄電池的過充過放保護(hù)電路；

若蓄電池沒充滿電，傳感器檢測(cè)到弱電壓信號(hào)讓太陽能發(fā)電板給蓄電池充電；若蓄電池充滿電，傳感器檢測(cè)到高電壓信號(hào)，停止對(duì)蓄電池充電，使電池不至于處于欠壓或者處于過充狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)電路保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，運(yùn)用PI調(diào)節(jié)器（208）來對(duì)負(fù)載（209）的變化工作電流進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整；

打開電源，負(fù)載電流逐漸增大，系統(tǒng)電流與負(fù)載電流會(huì)逐漸減小，直到二者相等時(shí)，負(fù)載逐漸運(yùn)行穩(wěn)定；若負(fù)載增大，負(fù)載電流減小，電流差會(huì)逐漸增大，PI調(diào)節(jié)器（208）會(huì)使負(fù)載電流升高，從而補(bǔ)償負(fù)載電流消耗的壓降；系統(tǒng)又開始進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)；若負(fù)載減小，負(fù)載電流增大，電流差會(huì)逐漸減小，PI調(diào)節(jié)器（208）會(huì)使負(fù)載電流逐漸降低，從而避免負(fù)載電流過高而導(dǎo)致的電流過大,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨負(fù)載變化進(jìn)行智能調(diào)整。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)電路保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，過壓過流保護(hù)電路（501）所采用的芯片是NE555（51），選用兩只BC547C型的NPN三極管（52）Q1，2N3637型號(hào)的PNP型三極管（53），以及穩(wěn)壓二極管（54）；

當(dāng)電流升高時(shí)，供電系統(tǒng)中流過負(fù)載的電流過大，系統(tǒng)就將負(fù)載隔離起來，負(fù)載兩端電壓接近為0；當(dāng)電壓突然過大時(shí)三極管也會(huì)將負(fù)載隔離，即負(fù)載兩端的電壓為接近0V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)電路保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，自動(dòng)切換電路（206）依靠?jī)蓚€(gè)繼電器（61）來實(shí)現(xiàn)選擇電路的功能；

三條電路都正常時(shí)，僅有一條電路可以工作，其余兩條電路不導(dǎo)電，若供電電路發(fā)生故障，則會(huì)發(fā)出故障報(bào)警（63）并自動(dòng)切換正常電路。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，用一個(gè)運(yùn)算器（71）來實(shí)現(xiàn)比較電路的功能；

用電設(shè)備的電壓大于R1（72）的電壓時(shí)，電壓比較器輸出低電平，此時(shí)電路正常工作；如果用電設(shè)備空轉(zhuǎn)，那么設(shè)備的電壓會(huì)隨之減小，那么用電設(shè)備的電壓會(huì)比R1的電壓小，此時(shí)，同相輸入端的電壓大于反向輸入端的電壓，電壓比較器放出高電平，經(jīng)過延時(shí)電路（205）的延時(shí)一段時(shí)間以后，繼電器1線圈（73）接通，繼電器1（75）的開關(guān)吸合，那么繼電器2的線圈（74）斷路，整個(gè)系統(tǒng)斷路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，采用了電阻（81）、電容（82）和電感（84）等元器件進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)；

可以將整個(gè)電路看做是一個(gè)電感（84）和電阻（81）所組成的原件；

線圈上產(chǎn)生自感電勢(shì)可以通過電阻r（83）和電阻R（81）對(duì)電容（82）進(jìn)行充電，使電感中的能量在電阻r（83）和電阻R（81）上變成熱能釋放掉，消除開關(guān)電火花。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，運(yùn)用控制器（402）來控制整個(gè)系統(tǒng)；

若控制器檢測(cè)到電壓或溫度（401）信號(hào)，會(huì)輸出一個(gè)高電平，系統(tǒng)開始工作；若檢測(cè)到的信號(hào)使系統(tǒng)工作穩(wěn)定（403），控制器會(huì)自動(dòng)斷開；若工作不穩(wěn)定，則繼續(xù)工作，直到系統(tǒng)工作穩(wěn)定后自動(dòng)斷開。