一種光電池智能充放電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光電池智能充放電裝置，包括充電電路、過充保護(hù)電路以及限制過放電電路；其中，充電電路串聯(lián)在太陽能電池板和蓄電池之間，用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池板向蓄電池充電；過充保護(hù)電路分別與充電電路和蓄電池連接，限制過放電電路與蓄電池連接。本實(shí)用新型具有以下有益效果：能夠?qū)⒍嘤嗟奶柲茈姵啬芰啃狗牛ＷC沒有過高的電壓為蓄電池充電；能夠防止蓄電池的過放電；當(dāng)斷開蓄電池的放電時(shí)，改由備用的12V直流電源進(jìn)行放電；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且保護(hù)效果佳。
【專利說明】—種光電池智能充放電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種光電池智能充放電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池板通過光伏效應(yīng)將光轉(zhuǎn)換成直流電能輸出，但該直流電能輸出不能直接對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，需要經(jīng)由一充電電路對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。由于過充電和過放電都會(huì)對(duì)蓄電池造成永久性損壞，因此，需要防止蓄電池發(fā)生過充電和過放電?，F(xiàn)有技術(shù)都是針對(duì)充電電路的自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行略微改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)防過充電和防過放電的功能，但效果不佳，有必要設(shè)計(jì)一種專門的防過充電保護(hù)電路和防過放電保護(hù)電路對(duì)蓄電池提供進(jìn)一步的保護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種光電池智能充放電裝置，能夠有效防止蓄電池的過充電和過放電。具體的技術(shù)方案如下:
[0004]一種光電池智能充放電裝置包括:充電電路、過充保護(hù)電路以及限制過放電電路；其中，充電電路串聯(lián)在太陽能電池板和蓄電池之間，用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池板向蓄電池充電；過充保護(hù)電路分別與充電電路和蓄電池連接，限制過放電電路與蓄電池連接；
[0005]充電電路包括依次連接的脈沖信號(hào)單元、充電開關(guān)單元以及充電單元，脈沖信號(hào)單元和充電開關(guān)單元分別與太陽能電池板連接，充電單元與蓄電池連接；
[0006]過充保護(hù)電路包括依次連接的充電電壓取樣單元、充電電壓比較單元以及過充電開關(guān)單元，充電電壓取樣單元、充電電壓比較單元以及過充電開關(guān)單元分別與蓄電池連接;
[0007]限制過放電電路包括依次連接的放電電壓比較單元、過放電開關(guān)單元以及繼電器，放電電壓比較單元和繼電器分別與蓄電池連接，繼電器的通斷決定蓄電池是否放電。
[0008]作為優(yōu)化方案，脈沖信號(hào)單元包括第一運(yùn)算放大器，充電開關(guān)單元包括第一三極管，充電單元包括充電電感；第一運(yùn)算放大器用于輸出脈沖信號(hào)，控制第一三極管不間斷導(dǎo)通；第一三極管用于控制充電電感不間斷對(duì)蓄電池充電。
[0009]作為優(yōu)化方案，充電電壓取樣單元包括一滑動(dòng)變阻器，充電電壓比較單元包括第二運(yùn)算放大器，過充電開關(guān)單元包括第二三極管；滑動(dòng)變阻器用于對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣；第二運(yùn)算放大器用于比較充電電壓，控制第二三極管的通斷；第二三極管用于控制第一運(yùn)算放大器的輸出。
[0010]作為優(yōu)化方案，放電電壓比較單元包括第三運(yùn)算放大器，過放電開關(guān)單元包括第三三極管；繼電器的線圈串聯(lián)在蓄電池的正極與第三三極管的集電極之間，繼電器包括一對(duì)常閉觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在蓄電池的正極與另一塊電池的正極之間；第三運(yùn)算放大器用于比較放電電壓，控制第三三極管的通斷；第三三極管的通斷決定繼電器的常閉觸點(diǎn)的通斷。
[0011]作為優(yōu)化方案，繼電器還包括一對(duì)常開觸點(diǎn)，常開觸點(diǎn)串聯(lián)在另一塊電池的正極與12V的直流電源之間。
[0012]作為優(yōu)化方案，充電單元還包括一肖特基二極管，肖特基二極管串聯(lián)在充電電感與蓄電池之間。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0014](I)設(shè)計(jì)了專用的過充保護(hù)電路，能夠?qū)⒍嘤嗟奶柲茈姵啬芰啃狗?，保證沒有過高的電壓為蓄電池充電；
[0015](2)設(shè)計(jì)了專用的限制過放電電路，能夠防止蓄電池的過放電；當(dāng)斷開蓄電池的放電時(shí)，改由備用的12V直流電源進(jìn)行放電；
[0016](3)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且保護(hù)效果佳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為充電電路的電路原理圖；
[0019]圖3為過充保護(hù)電路的電路原理圖；
[0020]圖4為限制過放電電路的電路原理圖。
[0021]上圖中序號(hào)為:1-充電電路、2-過充保護(hù)電路、3-限制過放電電路、4-太陽能電池板、5-蓄電池。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以實(shí)施例的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]如圖1所示，一種光電池智能充放電裝置，包括充電電路1、過充保護(hù)電路2以及限制過放電電路3 ;其中，充電電路I串聯(lián)在太陽能電池板4和蓄電池5之間，用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池板4向蓄電池5充電；過充保護(hù)電路2分別與充電電路I和蓄電池5連接，限制過放電電路3與蓄電池5連接。
[0025]充電電路I包括依次連接的脈沖信號(hào)單元、充電開關(guān)單元以及充電單元，脈沖信號(hào)單元和充電開關(guān)單元分別與太陽能電池板4連接，充電單元與蓄電池5連接。如圖2所示，在本實(shí)施例中，脈沖信號(hào)單元包括第一運(yùn)算放大器(對(duì)應(yīng)于圖2中的IC1A)，充電開關(guān)單元包括第一三極管(對(duì)應(yīng)于圖2中的Tl)，充電單元包括充電電感(對(duì)應(yīng)于圖2中的LI)。第一運(yùn)算放大器IClA的同相輸入端接入太陽能電池板4 (對(duì)應(yīng)于圖2中的P1)，第一運(yùn)算放大器IClA的反相輸入端接地；第一運(yùn)算放大器IClA輸出脈沖信號(hào)到第一三極管Tl的基極。第一三極管Tl的發(fā)射極與太陽能電池板4 Pl連接,第一三極管Tl的集電極與充電電感LI的一端連接，充電電感LI的另一端與蓄電池5 (對(duì)應(yīng)于圖2中的P2)的正極連接；脈沖信號(hào)控制第一三極管Tl不間斷導(dǎo)通，第一三極管Tl的不間斷導(dǎo)通控制充電電感LI不間斷對(duì)蓄電池5 P2充電。在本實(shí)施中，充電電感LI與蓄電池5 P2的正極之間串聯(lián)了一肖特基二極管D2，該肖特基二極管D2用于防止反充電；相對(duì)于使用普通二極管，肖特基二極管的壓降比更低，防止反充電效果更好；此外，也可以將肖特基二極管D2替換為三極管，三極管的壓降比更低，但是控制電路會(huì)比較復(fù)雜。以上采用肖特基二極管D2的技術(shù)特征僅為一個(gè)較佳的實(shí)施方式，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行變化，本實(shí)用新型對(duì)此不做限制。[0026]過充保護(hù)電路2包括依次連接的充電電壓取樣單元、充電電壓比較單元以及過充電開關(guān)單兀，充電電壓取樣單兀、充電電壓比較單兀以及過充電開關(guān)單兀分別與蓄電池5連接。如圖3所示，在本實(shí)施例中，充電電壓取樣單元包括一滑動(dòng)變阻器(對(duì)應(yīng)于圖3中的R5)，充電電壓比較單元包括第二運(yùn)算放大器(對(duì)應(yīng)于圖3中的IC2A)，過充電開關(guān)單元包括第二三極管(對(duì)應(yīng)于圖3中的T4);滑動(dòng)變阻器用于對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，再將采樣的電壓送入第二運(yùn)算放大器IC2A ;第二運(yùn)算放大器IC2A在這里作為比較器，用于比較充電電壓，控制第二三極管T4的通斷；第二三極管T4的通斷會(huì)影響第一運(yùn)算放大器IClA的同相輸入，進(jìn)而控制第一運(yùn)算放大器IClA輸出的脈沖信號(hào)，防止過充電的情況。
[0027]限制過放電電路3包括依次連接的放電電壓比較單元、過放電開關(guān)單元以及繼電器(對(duì)應(yīng)于圖中的JD)，放電電壓比較單元和繼電器JD分別與蓄電池5連接，繼電器JD的通斷決定蓄電池5是否放電。如圖4所示，放電電壓比較單元包括第三運(yùn)算放大器(對(duì)應(yīng)于圖4中的IC3A)，過放電開關(guān)單元包括第三三極管(對(duì)應(yīng)于圖4中的T3)。繼電器JD的線圈串聯(lián)在蓄電池5的正極與第三三極管T3的集電極之間，繼電器JD包括一組轉(zhuǎn)換型的觸點(diǎn)組，該觸點(diǎn)組共包括三個(gè)觸點(diǎn)，其中，一個(gè)觸點(diǎn)為動(dòng)觸點(diǎn)，其他兩個(gè)觸點(diǎn)為靜觸點(diǎn)；動(dòng)觸點(diǎn)與一個(gè)靜觸點(diǎn)組成一對(duì)常閉觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)與另一個(gè)靜觸點(diǎn)組成一對(duì)常開觸點(diǎn)。在本實(shí)施例中，動(dòng)觸點(diǎn)與另一塊電池的正極連接，一個(gè)靜觸點(diǎn)與蓄電池5的正極連接，另一個(gè)靜觸點(diǎn)與12V直流電源連接；也就是說，常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在蓄電池5的正極與另一塊電池的正極之間，常開觸點(diǎn)串聯(lián)在另一塊電池的正極與12V的直流電源之間。第三運(yùn)算放大器IC3A在這里起比較作用，控制第三三極管T3的通斷；第三三極管T3的通斷決定繼電器JD的常閉觸點(diǎn)的通斷。在蓄電池5正常放電過程中，第三三極管T3未導(dǎo)通，繼電器JD的線圈未通電，常閉觸點(diǎn)將蓄電池5與另一塊電池接通，蓄電池5向另一塊電池放電；蓄電池5內(nèi)部儲(chǔ)存的電量放完時(shí)，第三運(yùn)算放大器IC3A的正端電壓高于負(fù)端電壓，第三三極管T3導(dǎo)通，使得繼電器JD的常閉觸點(diǎn)斷開，切換到常開觸點(diǎn)，蓄電池5被斷開，不再放電，而將12V直流電源接通到另一塊電池，既能防止蓄電池的過放電，又能將12V的直流電源做為備用電源，保證供電不間斷。在本實(shí)施例中，12V直流電源可以直接由市電轉(zhuǎn)換而來，僅做為備用電源。本實(shí)施例提供的是一種最佳的實(shí)施方式，但不限于此，若不考慮采用12V直流電源做為備用電源，僅實(shí)現(xiàn)防過放電功能，繼電器JD可以采用常閉型的兩觸點(diǎn)繼電器，繼電器線圈通電后，斷開蓄電池的連接即可。
[0028]本實(shí)用新型對(duì)具體元器件的具體型號(hào)不做限制，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，不限于附圖中示出的元器件型號(hào)。
[0029]以上公開的僅為本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光電池智能充放電裝置，其特征在于，包括:充電電路、過充保護(hù)電路以及限制過放電電路；其中，所述充電電路串聯(lián)在太陽能電池板和蓄電池之間，用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池板向蓄電池充電；所述過充保護(hù)電路分別與所述充電電路和所述蓄電池連接，所述限制過放電電路與所述蓄電池連接； 所述充電電路包括依次連接的脈沖信號(hào)單元、充電開關(guān)單元以及充電單元，所述脈沖信號(hào)單元和所述充電開關(guān)單元分別與所述太陽能電池板連接，所述充電單元與所述蓄電池連接； 所述過充保護(hù)電路包括依次連接的充電電壓取樣單元、充電電壓比較單元以及過充電開關(guān)單元，所述充電電壓取樣單元、所述充電電壓比較單元以及所述過充電開關(guān)單元分別與所述蓄電池連接； 所述限制過放電電路包括依次連接的放電電壓比較單元、過放電開關(guān)單元以及繼電器，所述放電電壓比較單元和所述繼電器分別與所述蓄電池連接，所述繼電器的通斷決定所述蓄電池是否放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電池智能充放電裝置，其特征在于，所述脈沖信號(hào)單元包括第一運(yùn)算放大器，所述充電開關(guān)單元包括第一三極管，所述充電單元包括充電電感；所述第一運(yùn)算放大器用于輸出脈沖信號(hào)，控制所述第一三極管不間斷導(dǎo)通；所述第一三極管用于控制所述充電電感不間斷對(duì)所述蓄電池充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電池智能充放電裝置，其特征在于，所述充電電壓取樣單元包括一滑動(dòng)變阻器，所述充電電壓比較單元包括第二運(yùn)算放大器，所述過充電開關(guān)單元包括第二三極管；所述滑動(dòng)變阻器用于對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣；所述第二運(yùn)算放大器用于比較充電電壓，控制第二三極管的通斷；所述第二三極管用于控制所述第一運(yùn)算放大器的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光電池智能充放電裝置，其特征在于，所述放電電壓比較單元包括第三運(yùn)算放大器，所述過放電開關(guān)單元包括第三三極管；所述繼電器的線圈串聯(lián)在所述蓄電池的正極與所述第三三極管的集電極之間，所述繼電器包括一對(duì)常閉觸點(diǎn)，所述常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在所述蓄電池的正極與另一塊電池的正極之間；所述第三運(yùn)算放大器用于比較放電電壓，控制第三三極管的通斷；所述第三三極管的通斷決定所述繼電器的常閉觸點(diǎn)的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光電池智能充放電裝置，其特征在于，所述繼電器還包括一對(duì)常開觸點(diǎn)，所述常開觸點(diǎn)串聯(lián)在另一塊電池的正極與12V的直流電源之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電池智能充放電裝置，其特征在于，所述充電單元還包括一肖特基二極管，所述肖特基二極管串聯(lián)在所述充電電感與所述蓄電池之間。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK203813473SQ201420145124
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】居敏花, 李洪群, 臧華東, 杭海梅 申請(qǐng)人:蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院