專利名稱：太陽能電池組電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，也涉及一種計(jì)量儀器。
背景技術(shù)：
太陽能光伏即太陽能電池組發(fā)電正在得到越來越廣泛地應(yīng)用。各級政府也進(jìn)一步 加大了鼓勵(lì)和支持太陽能光伏的力度。但是，一個(gè)具體的太陽能光伏系統(tǒng)，比如一盞太陽能 路燈，比如一個(gè)太陽能電池組的應(yīng)用系統(tǒng)，到底發(fā)了多少電？還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的計(jì)量裝置； 再者，太陽能電池組本身是否已經(jīng)開始出現(xiàn)故障使發(fā)電效能變差，也無法知道。至今為止， 對太陽能光伏的發(fā)電效果僅僅停留在估算上，也就是利用氣象學(xué)的光照時(shí)數(shù)、太陽能電池 的最大功率數(shù)估計(jì)發(fā)電量。并且基本是建立在太陽能電池組有20多年有效壽命足額發(fā)電 的前提下。其結(jié)果之粗放，實(shí)際上不能對太陽能光伏系統(tǒng)有比較準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)。實(shí)際情況卻 是，天氣有局部變化，云遮霧障常在意料之外，太陽能電池板也有品質(zhì)優(yōu)與劣，也會(huì)老化衰 耗使原來的發(fā)電功率下降。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是設(shè)計(jì)一種對太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)電量進(jìn)行計(jì)量的電度表，以客觀 地反應(yīng)太陽能光伏發(fā)電效率。 本實(shí)用新型包括分別與太陽能電池組連接的電壓采集電路、電流采集電路，還包
括A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)、電功數(shù)據(jù)存儲器和供電電源，所述供電電源的輸出端分別
連接A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)和電功數(shù)據(jù)存儲器，所述電壓采集電路和電流采集電路
的輸出端分別連接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器與所述單片微型計(jì)算機(jī)連接，所述
單片微型計(jì)算機(jī)與電功數(shù)據(jù)存儲器連接，在單片微型計(jì)算機(jī)上連接顯示模塊。 本實(shí)用新型采用微處理器技術(shù)，在單片微型計(jì)算機(jī)管理與控制下，連續(xù)采集和顯
示太陽能光伏系統(tǒng)供出的電壓和電流，隨時(shí)計(jì)算出功率和發(fā)電量(電功)，并將發(fā)電量(電
功)累計(jì)和保存。人們可以連續(xù)直觀地跟蹤太陽能光伏系統(tǒng)的狀態(tài)，對發(fā)電量和電池組的
好壞做出準(zhǔn)確判斷。本實(shí)用新型的供電電源可直接取自太陽能光伏系統(tǒng)，無需外加電源和
內(nèi)裝電池，使用非常方便。特別的功能設(shè)計(jì)，使得本實(shí)用新型還能在太陽能光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
中對設(shè)計(jì)師提供最直接的幫助，幫助他們直觀地了解所選擇的太陽能電池組的發(fā)電效果，
直觀地了解所設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)的工作情況。 本實(shí)用新型所述顯示模塊包括電壓顯示模塊、電流顯示模塊、功率顯示模塊和電 功顯示模塊。本實(shí)用新型以上各顯示模塊可以獨(dú)立分屏設(shè)置，也可以組合成同屏設(shè)置。 本實(shí)用新型所述A/D轉(zhuǎn)換器、電功數(shù)據(jù)存儲器可以單獨(dú)設(shè)立，也可以設(shè)置在單片 微型計(jì)算機(jī)內(nèi)。 另外，本實(shí)用新型還包括自動(dòng)復(fù)位電路，所述自動(dòng)復(fù)位電路連接于太陽能電池組、 電壓采集電路的輸入端和單片微型計(jì)算機(jī)之間。目的是為了保證電度表能適應(yīng)太陽能電池 組的實(shí)際情況，使單片微型計(jì)算機(jī)的工作能順利進(jìn)行。

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)框圖。 圖2為本實(shí)用新型的一種電路原理圖。 圖3為本實(shí)用新型的另一種電路原理圖。
具體實(shí)施方式如圖l所示 1、電度表的供電電源1直接取自太陽能電池組12，一路經(jīng)穩(wěn)壓成+5V后供A/D轉(zhuǎn) 換器4、單片微型計(jì)算機(jī)5、電功數(shù)據(jù)存儲器6和各顯示器7、8、9、10 ;又一路經(jīng)穩(wěn)壓成+6V后 還變換出-6V供精密放大器，用于處理較小的電流數(shù)據(jù)采集信號。圖中13為負(fù)載。 2、電壓采集電路2用電阻分壓方式從太陽能電池組獲得電壓數(shù)據(jù)，經(jīng)濾除雜波和 精確度調(diào)整后送入A/D轉(zhuǎn)換器4。 3、電流采集電路3是在分流器上從太陽能電池組獲得較小的電流信號后，經(jīng)精密 放大器放大到可以進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器4的電路，同樣的，它也具有濾除雜波和精確度調(diào)整功 能。 4、A/D轉(zhuǎn)換器4在單片微型計(jì)算機(jī)5的控制下對電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬信 號至數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。 5、單片微型計(jì)算機(jī)5對A/D轉(zhuǎn)換器4實(shí)施控制，將獲得的電壓和電流的數(shù)字信號 進(jìn)行處理，得到功率和電功數(shù)據(jù)。 單片微型計(jì)算機(jī)5還對液晶顯示器進(jìn)行控制，把電壓、電流、功率、電功數(shù)據(jù)實(shí)時(shí) 顯示在液晶顯示器上。各顯示模塊可以獨(dú)立分屏設(shè)置，也可以組合成同屏設(shè)置。 單片微型計(jì)算機(jī)5還將電功數(shù)據(jù)長期保存在EEPROM中。 6、電功數(shù)據(jù)存儲器6是一種電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM，可以在線修改數(shù) 據(jù)并長期保存數(shù)據(jù)，非常適合做電功數(shù)據(jù)存儲器。 7、為了保證電度表能適應(yīng)太陽能電池組的實(shí)際情況，使單片微型計(jì)算機(jī)5的工作 能順利進(jìn)行，本實(shí)用新型特別設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)復(fù)位電路11，自動(dòng)復(fù)位電路連接于太陽能電 池組、電壓采集電路2的輸入端和單片微型計(jì)算機(jī)5之間。 如圖2所示 1、供電電源直接取自太陽能電池組，一路經(jīng)V2、 CO、 RIO、 V3、 Cl、 Dl、 Rl、 RP1、 C2 穩(wěn)壓成+5V后供A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)、電功數(shù)據(jù)存儲器和各顯示器；又一路經(jīng)CO、 RIO、 V3、 C4、 D2、 C5穩(wěn)壓成+6V后還經(jīng)D3、 C6、 C7變換出-6V供精密放大器，用于處理較小 的電流數(shù)據(jù)采集信號。 2、電壓采集電路用電阻分壓方式獲得電壓數(shù)據(jù)，由太陽能電池+極，經(jīng)R2、 R3、 RP2、C3送入A/D轉(zhuǎn)換器。 3 、電流采集電路是在分流器RO上獲得較小的電流信號后，經(jīng)精密放大器D4和R6 、 R4、 R5、 RP3、 R7、 R8、 RP4、 C9放大到可以進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器的電路。 4、A/D轉(zhuǎn)換器在單片微型計(jì)算機(jī)D5的內(nèi)部，對電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬信號 至數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。
4[0027] 5、單片微型計(jì)算機(jī)對A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)施控制，將獲得的電壓和電流的數(shù)字信號進(jìn)行 處理，得到功率和電功數(shù)據(jù)。 單片微型計(jì)算機(jī)還對液晶顯示器D6進(jìn)行控制，把電壓、電流、功率、電功數(shù)據(jù)實(shí)時(shí) 顯示在液晶顯示器上。 單片微型計(jì)算機(jī)還將電功數(shù)據(jù)長期保存在EEPR0M中。 6、電功數(shù)據(jù)存儲器在單片微型計(jì)算機(jī)D5內(nèi)部，是一種電可擦除可編程只讀存儲
器EEPROM，可以在線修改數(shù)據(jù)并長期保存數(shù)據(jù)，非常適合做電功數(shù)據(jù)存儲器。 7、為了保證電度表能適應(yīng)太陽能電池組的實(shí)際情況，本實(shí)用新型特別設(shè)計(jì)了一個(gè)
自動(dòng)復(fù)位電路S1、V1，使單片微型計(jì)算機(jī)的工作能順利進(jìn)行。 如圖3所示 1、供電電源直接取自太陽能電池組，一路經(jīng)V2、 C0、 RIO、 V3、 Cl、 Dl、 Rl、 RP1、 C2 穩(wěn)壓成+5V后供A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)、電功數(shù)據(jù)存儲器和各顯示器；又一路經(jīng)C0、 RIO、 V3、 C4、 D2、 C5穩(wěn)壓成+6V后還經(jīng)D3、 C6、 C7變換出-6V供精密放大器，用于處理較小 的電流數(shù)據(jù)采集信號。 2、電壓采集電路用電阻分壓方式獲得電壓數(shù)據(jù)，由太陽能電池+極，經(jīng)R2、 R3、 RP2、 C3，再經(jīng)模擬開關(guān)D10送入A/D轉(zhuǎn)換器Dll。 3 、電流采集電路是在分流器R0上獲得較小的電流信號后，經(jīng)精密放大器D4和R6 、 R4、 R5、 RP3、 R7、 R8、 RP4、 C9放大后經(jīng)模擬開關(guān)D10進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器Dll。 4、A/D轉(zhuǎn)換器D11對電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬信號至數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。 5、單片微型計(jì)算機(jī)D5對A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)施控制，將獲得的電壓和電流的數(shù)字信號進(jìn) 行處理，得到功率和電功數(shù)據(jù)。 單片微型計(jì)算機(jī)還對液晶顯示器D6， D7， D8， D9進(jìn)行控制，把電壓、電流、功率、電 功數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在液晶顯示器上。 單片微型計(jì)算機(jī)還將電功數(shù)據(jù)長期保存在EEPR0M D12中。 6、電功數(shù)據(jù)存儲器D12是一種電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM，可以在線修改 數(shù)據(jù)并長期保存數(shù)據(jù)，非常適合做電功數(shù)據(jù)存儲器。 7、為了保證電度表能適應(yīng)太陽能電池組的實(shí)際情況，本實(shí)用新型特別設(shè)計(jì)了一個(gè) 自動(dòng)復(fù)位電路Sl， Vl，使單片微型計(jì)算機(jī)的工作能順利進(jìn)行。
權(quán)利要求太陽能電池組電度表，其特征在于包括分別與太陽能電池組連接的電壓采集電路、電流采集電路，還包括A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)、電功數(shù)據(jù)存儲器和供電電源；所述供電電源的輸出端分別連接A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)和電功數(shù)據(jù)存儲器，所述電壓采集電路和電流采集電路的輸出端分別連接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器與所述單片微型計(jì)算機(jī)連接，所述單片微型計(jì)算機(jī)與電功數(shù)據(jù)存儲器連接，在單片微型計(jì)算機(jī)上連接顯示模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池組電度表，其特征在于所述顯示模塊包括電壓顯示 模塊、電流顯示模塊、功率顯示模塊和電功顯示模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池組電度表，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換器、電功數(shù)據(jù)存 儲器分別設(shè)置在單片微型計(jì)算機(jī)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池組電度表，其特征在于還包括自動(dòng)復(fù)位電路，所述 自動(dòng)復(fù)位電路連接于太陽能電池組、電壓采集電路的輸入端和單片微型計(jì)算機(jī)之間。
專利摘要太陽能電池組電度表，涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，也涉及一種計(jì)量儀器。包括電壓采集電路、電流采集電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型計(jì)算機(jī)、電功數(shù)據(jù)存儲器和供電電源，本實(shí)用新型采用微處理器技術(shù)，在單片微型計(jì)算機(jī)管理與控制下，連續(xù)采集和顯示太陽能光伏系統(tǒng)供出的電壓和電流，隨時(shí)計(jì)算出功率和發(fā)電量(電功)，并將發(fā)電量(電功)累計(jì)和保存。人們可以連續(xù)直觀地跟蹤太陽能光伏系統(tǒng)的狀態(tài)，對發(fā)電量和電池組的好壞做出準(zhǔn)確判斷。
文檔編號H02N6/00GK201449419SQ200920046688
公開日2010年5月5日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者李曙光 申請人:李曙光