CN209389766U - 太阳能mppt控制器锂电池激活电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能控制器技术领域，特别涉及太阳能MPPT控制器锂电池激活电路，主功率回路分别与光伏组件、数字控制模块、锂电池组件相连接，光伏组件和锂电池组件分别与数字控制模块相连接，辅助电源与光伏组件相连接，主电源与数字控制模块相连接，二极管D1的正极与辅助电源相连接，二极管D2的正极与锂电池组件相连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极连接后共同连接于主电源。与现有技术相比，本实用新型的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路在锂电池过放保护时，实现激活唤醒功能，避免了用户使用过程中没有锂电池激活功能的不便性，并确保非异常情况下的可监控功能。

Description

太阳能MPPT控制器锂电池激活电路

【技术领域】

本实用新型涉及太阳能控制器技术领域，特别涉及太阳能MPPT控制器锂电池激活电路。

【背景技术】

市场上常用的太阳能控制器不带锂电池激活功能，如果锂电池电量消耗至过放保护，此时锂电池将自身锁定，外界无法对其进行充放电处理，没有锂电池激活功能对于用户来讲会很不方便。而带锂电池激活功能的MPPT控制器多为太阳能供电方式，当光照太阳能板产生足够能量时MPPT控制器启动，检测锂电池状态，激活锂电池或正常开始充电，如果在阴天或夜晚因为是太阳能供电，所以控制器内部处于掉电状态，用户无法通过监控系统获取控制器的运行状态。

【实用新型内容】

为了克服上述问题，本实用新型提出一种可有效解决上述问题的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路。

本实用新型解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种太阳能MPPT控制器锂电池激活电路，包括光伏组件、数字控制模块、主功率回路、辅助电源、主电源、锂电池组件、二极管D1和二极管D2，所述主功率回路分别与光伏组件、数字控制模块、锂电池组件相连接，光伏组件和锂电池组件分别与数字控制模块相连接，所述辅助电源与光伏组件相连接，主电源与数字控制模块相连接，二极管D1的正极与辅助电源相连接，二极管D2的正极与锂电池组件相连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极连接后共同连接于主电源。

优选地，所述主功率回路包括场效应管Q10、场效应管Q11、场效应管Q12、场效应管Q13、电容Cin、电容Cout和电感L，场效应管Q10的漏极与光伏组件的输出端2相连接，场效应管Q10的源极与场效应管Q11的源极相连接，场效应管Q11的漏极与电感L一端相连接，电感L的另一端与场效应管Q13的源极相连接，场效应管Q13的漏极与锂电池组件的负极相连接，所述场效应管Q12的源极分别与场效应管Q11的漏极和电感L相连接，场效应管Q12的漏极分别与光伏组件的输出端1和锂电池组件的正极相连接，场效应管Q11的栅极和场效应管Q12的栅极分别与数字控制模块相连接，所述电容Cin一端与光伏组件的输出端1相连接，另一端分别与场效应管Q10的源极和场效应管Q11的源极相连接，所述电容Cout一端与锂电池组件的正极相连接，另一端分别与场效应管Q13的源极和电感L相连接。

优选地，所述数字控制模块包括数字信号处理器、温度采样模块、PV电压采样模块、电池电压采样模块、负载电压采样模块、充电电流采样模块、负载电流采样模块、电池过充保护触发电路、负载控制开关、PV防反接电路开关、主功率MOS驱动信号模块，所述温度采样模块、PV电压采样模块、电池电压采样模块、负载电压采样模块、充电电流采样模块、负载电流采样模块、电池过充保护触发电路、负载控制开关、PV防反接电路开关、主功率MOS驱动信号模块分别与数字信号处理器相连接。

与现有技术相比，本实用新型的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路在锂电池过放保护时，可实现激活唤醒功能，避免了用户使用过程中没有锂电池激活功能的不便性，并确保太阳能MPPT控制器在锂电池有电的情况下内部不掉电，保证系统可连续监控的功能。

【附图说明】

图1为本实用新型太阳能MPPT控制器锂电池激活电路的结构框图；

图2为本实用新型太阳能MPPT控制器锂电池激活电路的电路原理图；

图3为本实用新型太阳能MPPT控制器锂电池激活电路的数字控制模块结构框图；

图4为本实用新型太阳能MPPT控制器锂电池激活电路的辅助电源电路原理图；

图5为本实用新型太阳能MPPT控制器锂电池激活电路的主电源电路原理图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图5，本实用新型的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路，包括光伏组件、数字控制模块、主功率回路、辅助电源、主电源、锂电池组件、二极管D1和二极管D2。所述主功率回路分别与光伏组件、数字控制模块、锂电池组件相连接，光伏组件和锂电池组件分别与数字控制模块相连接。所述辅助电源与光伏组件相连接，主电源与数字控制模块相连接。二极管D1的正极与辅助电源相连接，二极管D2的正极与锂电池组件相连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极连接后共同连接于主电源。所述主电源为电池供电，辅助电源为太阳能供电，数字控制模块用于数据采样及PWM驱动输出控制，锂电池组件包括锂电池及锂电池保护电路。

所述主功率回路包括场效应管Q10、场效应管Q11、场效应管Q12、场效应管Q13、电容Cin、电容Cout和电感L，场效应管Q10的漏极与光伏组件的输出端2相连接，场效应管Q10的源极与场效应管Q11的源极相连接，场效应管Q11的漏极与电感L一端相连接，电感L的另一端与场效应管Q13的源极相连接，场效应管Q13的漏极与锂电池组件的负极相连接。所述场效应管Q12的源极分别与场效应管Q11的漏极和电感L相连接，场效应管Q12的漏极分别与光伏组件的输出端1和锂电池组件的正极相连接，场效应管Q11的栅极和场效应管Q12的栅极分别与数字控制模块相连接。所述电容Cin一端与光伏组件的输出端1相连接，另一端分别与场效应管Q10的源极和场效应管Q11的源极相连接。所述电容Cout一端与锂电池组件的正极相连接，另一端分别与场效应管Q13的源极和电感L相连接。

所述数字控制模块包括数字信号处理器、温度采样模块、PV电压采样模块、电池电压采样模块、负载电压采样模块、充电电流采样模块、负载电流采样模块、电池过充保护触发电路、负载控制开关、PV防反接电路开关、主功率MOS驱动信号模块，所述温度采样模块、PV电压采样模块、电池电压采样模块、负载电压采样模块、充电电流采样模块、负载电流采样模块、电池过充保护触发电路、负载控制开关、PV防反接电路开关、主功率MOS驱动信号模块分别与数字信号处理器相连接。

辅助电源由光伏组件供电产生电压Vs，锂电池输出电压Vb和Vs经过二极管D1和二极管D2的钳位输出产生电压Vi给主电源提供能量产生若干组电源启动太阳能MPPT控制器。

当锂电池处于过放保护状态时，锂电池无法正常供电Vb＝0，当光伏组件产生足够能量输出电压Vp，Vp供给辅助电源产生恒定电压Vs，此时Vs经过二极管D1到达A点电压为Vi＝Vs-Vd1(Vd1是二极管导通压降)，二极管D2是钳位作用Vb＝0，Vi经过主电源产生若干路恒定电源供控制器启动。控制器启动之后数字控制模块先检测各个采样数据，判断锂电池电压不正常，如果PV电压(光伏组件输入电压)不满足充电要求则维持当前状态直至PV电压满足充电要求，根据PV电压和设定好的锂电池系统电压计算出PWM占空比，控制主功率回路开环输出固定时间的激活脉冲，再关闭主功率回路的脉冲输出并等待特定的时间，经过检测采样数据判断锂电池电压如果不正常则重复以上步骤，如果正常则当PV电压满足可充电要求即可进行正常的充电。此时Vb＝锂电池电压，如果Vb>Vs，则二极管D1截止，A点电压Vi＝Vb-Vd2，辅助电源处于空载状态，功耗极低；如果Vb<Vs，则二极管D2截止，A点电压Vi＝Vs-Vd1，控制器从光伏组件取电，电池供电被旁路，节约电池能量。

当锂电池处于正常状态时，锂电池正常供电Vb＝锂电池电压，当光伏组件产生足够能量输出电压Vp，Vp供给辅助电源产生恒定电压Vs，如果Vb>Vs，则二极管D1截止，Vi＝Vb-Vd2，辅助电源处于空载状态，功耗极低；如果Vb<Vs，则二极管D2截止，Vi＝Vs-Vd1，控制器从光伏组件取电，电池供电被旁路，节约电池能量。Vi经过主电源产生若干路恒定电源供控制器启动。控制器启动之后数字控制模块先检测各个采样数据，判断锂电池电压正常，如果PV电压(光伏组件输入电压)不满足充电要求则维持当前状态直至PV电压满足充电要求，即可进行正常的充电。

与现有技术相比，本实用新型的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路在锂电池过放保护时，可实现激活唤醒功能，避免了用户使用过程中没有锂电池激活功能的不便性，并确保太阳能MPPT控制器在锂电池有电的情况下内部不掉电，保证系统可连续监控的功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.太阳能MPPT控制器锂电池激活电路，其特征在于，包括光伏组件、数字控制模块、主功率回路、辅助电源、主电源、锂电池组件、二极管D1和二极管D2，所述主功率回路分别与光伏组件、数字控制模块、锂电池组件相连接，光伏组件和锂电池组件分别与数字控制模块相连接，所述辅助电源与光伏组件相连接，主电源与数字控制模块相连接，二极管D1的正极与辅助电源相连接，二极管D2的正极与锂电池组件相连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极连接后共同连接于主电源。

2.如权利要求1所述的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路，其特征在于，所述主功率回路包括场效应管Q10、场效应管Q11、场效应管Q12、场效应管Q13、电容Cin、电容Cout和电感L，场效应管Q10的漏极与光伏组件的输出端2相连接，场效应管Q10的源极与场效应管Q11的源极相连接，场效应管Q11的漏极与电感L一端相连接，电感L的另一端与场效应管Q13的源极相连接，场效应管Q13的漏极与锂电池组件的负极相连接，所述场效应管Q12的源极分别与场效应管Q11的漏极和电感L相连接，场效应管Q12的漏极分别与光伏组件的输出端1和锂电池组件的正极相连接，场效应管Q11的栅极和场效应管Q12的栅极分别与数字控制模块相连接，所述电容Cin一端与光伏组件的输出端1相连接，另一端分别与场效应管Q10的源极和场效应管Q11的源极相连接，所述电容Cout一端与锂电池组件的正极相连接，另一端分别与场效应管Q13的源极和电感L相连接。

3.如权利要求1所述的太阳能MPPT控制器锂电池激活电路，其特征在于，所述数字控制模块包括数字信号处理器、温度采样模块、PV电压采样模块、电池电压采样模块、负载电压采样模块、充电电流采样模块、负载电流采样模块、电池过充保护触发电路、负载控制开关、PV防反接电路开关、主功率MOS驱动信号模块，所述温度采样模块、PV电压采样模块、电池电压采样模块、负载电压采样模块、充电电流采样模块、负载电流采样模块、电池过充保护触发电路、负载控制开关、PV防反接电路开关、主功率MOS驱动信号模块分别与数字信号处理器相连接。