一種防止太陽能控制器反接與反充的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能控制器保護電路，特別是一種防止太陽能控制器反接與反充的電路，屬于太陽能控制器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽能作為新能源中綠色、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的首選，光伏發(fā)電技術(shù)越來越受到世界各國的重視，并快速發(fā)展。太陽能控制器將太陽能電池轉(zhuǎn)化的電能以最佳充電模式實現(xiàn)對蓄電池的充電和放電管理。但在實際的使用過程中，常常因為操作者的使用不當，容易出現(xiàn)輸入端太陽能電池正、負極反接的情況，這樣在充電過程中，會導(dǎo)致太陽能電池對蓄電池進行反向充電，在一定程度上損壞蓄電池，影響蓄電池的使用壽命，甚至會因蓄電池的過熱發(fā)生爆炸，引起安全事故。
[0003]在現(xiàn)在技術(shù)中，現(xiàn)有太陽能控制器常采用以下方式防止反接與反充:一是在電路的輸入端通過串接二極管進行隔離，雖結(jié)構(gòu)簡單，但存在二極管的壓降大，大功率運用時損耗和發(fā)熱量大的問題。二是通過采用MOS管串聯(lián)進行控制，雖然能減少電路損耗，但存在太陽能電壓取樣難、容易出現(xiàn)誤判或者不關(guān)斷、造成電量流失的問題。三是通過繼電器來對電源輸入進行控制，由于繼電器壽命短，存在開關(guān)觸點容易氧化、內(nèi)阻增大，產(chǎn)品的使用壽命較短的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，是為了解決現(xiàn)有MOS管串聯(lián)進行控制防止反接與反充存在太陽能電壓取樣難、容易出現(xiàn)誤判或者不關(guān)斷、造成電量流失的問題，提供一種防止太陽能控制器反接與反充的電路。具有檢測判斷準確、功耗小和產(chǎn)品使用壽命長的特點。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過采取以下技術(shù)方案達到:
[0006]—種防止太陽能控制器反接及反充的電路，其結(jié)構(gòu)特點在于:包括MOS充電單元、電流檢測單元、太陽能電壓取樣單元、電池電壓取樣單元、MOS管驅(qū)動單元和單片機控制連接而成，單片機控制單元具有三個信號輸入端和二個信號輸出端，MOS充電單元的輸入端連接太陽能電池的輸出端PV+、輸出端連接電池的充電輸入端BAT，電流檢測單元的輸入端連接MOS充電單元的充電電流輸出端、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之三，太陽能電壓取樣單元的輸入端連接太陽能電池的輸出端PV、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之一，電池電壓取樣單元的輸入端連接電池電壓端、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之二，單片機控制單元的二個輸出端連接MOS管驅(qū)動單元的二個輸入端，MOS管驅(qū)動單元的輸出端連接MOS充電單元的控制輸入端；通過單片機控制單元控制MOS充電單元的開通或關(guān)斷，構(gòu)成防止太陽能控制器反接及反充的電路結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的目的還可以通過采取以下技術(shù)方案達到:
[0008]進一步地，MOS充電單元由MOS管Q1-Q2、電阻R1-R5、電解電容EC1-EC2、電容Cl和保險管F2連接而成；M0S管Ql的源極外接太陽能電池的正極PV+，電阻Rl跨接在MOS管Ql的源極與柵極之間；MOS管Ql的漏極與MOS管Q2的漏極連接后通過電解電容ECl連接電流檢測電路的檢測信號輸入端；M0S管Q2的源極外接蓄電池的正極BAT+，電阻R4跨接在MOS管Ql的源極與柵極之間；M0S管驅(qū)動單元的一組信號輸出端連接MOS管Ql的控制輸入端，對MOS管Ql的源極輸入控制信號QlS及通過電阻R2對MOS管Ql的柵極輸入控制信號QlG ；M0S管驅(qū)動單元的另一組信號輸出端連接MOS管Q2的控制輸入端，對MOS管Q2的源極輸入控制信號Q2S及通過電阻R5對MOS管Q2的柵極輸入控制信號Q2G ;太陽能電池的負極PV-通過電阻R3、保險管F2連接蓄電池的負極BAT-;電解電容EC2與電容Cl并聯(lián)后跨接在蓄電池的正極BAT+與電阻R3、保險管F2連接點之間；在Ql、Q2的漏連接處通過電解電容ECl接地，形成泄放式回路結(jié)構(gòu)，具體是形成PffM低電平泄放結(jié)構(gòu)。
[0009]進一步地，所述電流檢測單元由電流檢測芯片ICl構(gòu)成，電流檢測芯片ICl的檢測輸入端連接MOS充電單元的充電電流輸出端、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之三AD3。
[0010]進一步地，所述太陽能電壓取樣單元由二極管D6-D7、電阻R6 — R8和電容C2-C3連接構(gòu)成；電阻R6的一端外接太陽能電池的正極管PV+、另一端通過電阻R8接地BGND，電容C2與電阻R8并聯(lián)；二極管D6的負極外接電源5V、正極通過電容C3接地，電容C3與二極管D7并聯(lián)，二極管D7的正極接地BGND ；電阻R6與R8的連接點通過電阻R7連接二極管D6與電容C3的連接點，二極管D6與電容C3的連接點連接單片機控制單元的輸入端之一ADl0
[0011]進一步地，電池電壓取樣電路包括二極管D8-D9、電阻R9 — Rll和電容C4-C5 ;電阻R9的一端外接蓄電池的正極BAT+、另一端通過電阻Rll接地BGND，電容C4與電阻Rll并聯(lián)；二極管D8的負極外接電源5V、正極通過電容C5接地，電容C5與二極管D9并聯(lián)，二極管D9的正極接地BGND ；電阻R9與Rll的連接點通過電阻RlO連接二極管D8與電容C5的連接點，二極管D8與電容C5的連接點連接單片機控制單元的輸入端之二 AD2。
[0012]進一步地，所述MOS管驅(qū)動電路由驅(qū)動芯片IC2構(gòu)成，驅(qū)動芯片IC2具有二個信號輸入端和二組信號輸出端，一個信號輸入端對應(yīng)一組信號輸出端；驅(qū)動芯片IC2的二個信號輸入端各連接單片機控制單元的一個信號輸出端，分別接收單片機控制單元輸出的脈沖控制信號PWM1、PWM2 ;驅(qū)動芯片IC2的一組信號輸出端連接MOS充電單元的太陽能電池端MOS管的控制輸入端，驅(qū)動芯片IC2的另一組信號輸出端連接MOS充電單元的蓄電池端MOS管的控制輸入端；構(gòu)成防止太陽能控制器反接與反充的電路結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步地，單片機控制單元由單片機芯片MCU構(gòu)成，單片機芯片MCU具有三個信號輸入端和二個信號輸出端，單片機芯片MCU的輸入端之一 ADl連接太陽能電壓取樣單元的輸出端，單片機芯片MCU的輸入端之二 AD2連接電池電壓取樣單元的輸出端，單片機芯片MCU的輸入端之三AD3連接電流檢測單元的輸出端；單片機芯片MCU的二個輸出各連接MOS管驅(qū)動電路的一個信號輸入端，向MOS管驅(qū)動電路輸送脈沖控制信號PWM1、PWM2。
[0014]進一步地，所述MOS管Q1-Q2為N型MOS管。
[0015]本發(fā)明具有如下突出的有益效果:
[0016]1、本發(fā)明的MOS充電單元的輸入端連接太陽能電池的輸出端PV+、輸出端連接電池的充電輸入端BAT，電流檢測單元的輸入端連接MOS充電單元的充電電流輸出端、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之三，太陽能電壓取樣單元的輸入端連接太陽能電池的輸出端PV、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之一，電池電壓取樣單元的輸入端連接電池電壓端、輸出端連接單片機控制單元的輸入端之二，單片機控制單元的二個輸出端連接MOS管驅(qū)動單元的二個輸入端，MOS管驅(qū)動單元的輸出端連接MOS充電單元的控制輸入端；通過單片機控制單元控制MOS充電單元的開通或關(guān)斷，構(gòu)成防止太陽能控制器反接及反充的電路結(jié)構(gòu)；因此能夠解決現(xiàn)有MOS管串聯(lián)進行控制防止反接與反充存在太陽能電壓取樣難、容易出現(xiàn)誤判或者不關(guān)斷、造成電量流失的問題，具有檢測判斷準確、功耗小和產(chǎn)品使用壽命長的有益效果。
[0017]2、本發(fā)明采用MOS管Q1、Q2作為充電單元的開關(guān)管，通過在Q1、Q2的漏連接處通過電解電容接地、形成泄放式回路結(jié)構(gòu)，具體是形成PWM低電平泄放結(jié)構(gòu)，在單片開關(guān)電源PWM輸出腳從高電平轉(zhuǎn)換為低電平時，能將開關(guān)管Q2的柵極G和源極S之間存在的電容性電量快速地泄放到地極GND，從而大大降低了發(fā)熱量，提高了電能的轉(zhuǎn)換效率和使用壽命，具有電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便和成本低的有益效果。
[0018]3、本發(fā)明對輸入端的太陽能電壓和電流進行雙重取樣檢測，通過MCU控制雙MOS管快速開通或關(guān)閉，實現(xiàn)對下級電路的保護控制，
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明具體實施例1的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述:
[0021]具體實施例1:
[0022]參照圖1，本實施例包括MOS充電單元1、電流檢測單元2、太陽能電壓取樣單元3、電池電壓取樣單元4、M0S管驅(qū)動單元5和單片機控制6連接而成，單片機控制單元6具有三個信號輸入端和二個信號輸出端，MOS充電單元I的輸入端連接太陽能電池的輸出端PV+、輸出端連接電池的充電輸入端BAT，電流檢測單元2的輸入端連接MOS充電單元I的充電電流輸出端、輸出端連接單片機控制單元6的輸入端之三，太陽能電壓取樣單元3的輸入端連接太陽能電池的輸出端PV、輸出端連接單片機控制單元6的輸入端之一，電池電壓取樣單元4的輸入端連接電池電壓端、輸出端連接單片機控制單元6的輸入端之二，單片機控制單元6的二個輸出端連接MOS管驅(qū)動單元5的二個輸入端，MOS管驅(qū)動單元5的輸出端連接MOS充電單元I的控制輸入端；通過單片機控制單元6控制MOS充電單元I的開通或關(guān)斷，構(gòu)成防止太陽能控制器反接及反充的電路結(jié)構(gòu)。
[0023]本實施例中，
[0024]MOS充電單元I由MOS管Q1-Q2、電阻R1-R5、電解電容EC1-EC2、電容Cl和保險管F2連接而成；M0S管Ql的源極外接太陽能電池的正極PV+，電阻Rl跨接在MOS管Ql的源極與柵極之間；M0S管Ql的漏極與MOS管Q2的漏極連接后通過電解電容ECl連接電流檢測電路2的檢測信號輸入端；M0S管Q2的源極外接蓄電池的正極BAT+，電阻R4跨接在MOS管Ql的源極與柵極之間；M0S管驅(qū)動單元5的一組信號輸出端連接MOS管Ql的控制輸入端，對MOS管Ql的源極輸入控制信號QlS及通過電阻R2對MOS管Ql的柵極輸入控制信號QlG ；M0S管驅(qū)動單元5的另一組信號輸出端連接MOS管Q2的控制輸入端，對MOS管Q2的源極輸入控制信號Q2S及通過電阻R5對MOS管Q2的柵極輸入控制信號Q2G ;太陽能電池的負極PV-通過電阻R3、保險管F2連接蓄電池的負極BAT-;電解電容EC2與電容Cl并聯(lián)后跨接在蓄電池的正極BAT+與電阻R3、保險管F2連接點之間；在Ql、Q2的漏連接處通過電解電容ECl接地，形成泄放式回路結(jié)構(gòu)，具體是形成PffM低電平泄放結(jié)構(gòu)。
[0025]所述電流檢測單元2由電流檢測芯片ICl構(gòu)成，電流檢測芯片ICl的檢測輸入端連接MOS充電單元I的充電電流輸出端、輸出端連接單片機控制單元6的輸入端之三AD3。
[0026]所述太陽能電壓取樣單元3由二極