一種光伏充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及充電器領(lǐng)域，具體為一種光伏充電器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的充電方式有恒壓充電方式、恒流充電方式和兩者相結(jié)合分階段充電方式等。恒壓充電方式的不足之處是當(dāng)充電電壓過(guò)低時(shí)，蓄電池可能充不滿，反之則過(guò)充，由于充電初期電流過(guò)大，易造成電池極板彎曲；恒流充電方式不足之處是剛開(kāi)始充電的電流偏小，充電過(guò)程時(shí)間加長(zhǎng)，到了充電后期充電電流又偏大，充電電壓偏尚，電池析氣量增加。這兩種充電方式都影響蓄電池壽命。階段充電方式可以解決上述矛盾，但是這樣限制了充電的速度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種光伏充電器，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]—種光伏充電器，包括:充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述充電電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)上還連接有工作指示電路、電源電路，充電電路上連接有蓄電池、光伏電池，蓄電池、光伏電池通過(guò)電壓檢測(cè)電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述電源電路電連接于充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電壓檢測(cè)電路、工作指示電路，所述蓄電池、光伏電池連接于電源電路。
[0006]所述單片機(jī)最小系統(tǒng)采用ATmega48單片機(jī)為控制芯片，工作指示電路采用發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)進(jìn)行指示判斷。
[0007]所述電壓檢測(cè)電路采用的DIP封裝的ATmega48單片機(jī)具有6路10位精度的逐次逼近型ADC，內(nèi)置采樣和保持電路。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]本實(shí)用新型以單片機(jī)為控制核心，采用PffM調(diào)制技術(shù)的可控充電控制器。根據(jù)光伏電池和蓄電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制充電，可以提高充電質(zhì)量和效率，防止過(guò)充，減小對(duì)蓄電池?fù)p害。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型的單片機(jī)最小系統(tǒng)和工作指示電路電路圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型的充電電路電路圖。
[0013]圖4為本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)電路電路圖。
[0014]圖5為本實(shí)用新型的電源電路電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0016]如圖1所示，一種光伏充電器，包括:充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述充電電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)上還連接有工作指示電路、電源電路，充電電路上連接有蓄電池、光伏電池，蓄電池、光伏電池通過(guò)電壓檢測(cè)電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述電源電路電連接于充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電壓檢測(cè)電路、工作指示電路，所述蓄電池、光伏電池連接于電源電路。
[0017]如圖2所示，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)采用ATmega48單片機(jī)(DIP封裝)為控制芯片，工作指示電路采用發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)進(jìn)行指示判斷；D2是獨(dú)立的發(fā)光二極管LED指示燈。D2綠色常亮表示光伏電池采集到太陽(yáng)光，若D2綠色快閃說(shuō)明系統(tǒng)超壓；D3是一個(gè)雙色發(fā)光二極管LED指示燈，由其特性可知它有三種不同的發(fā)光指示狀態(tài)，當(dāng)D3綠色常亮表示蓄電池電壓在正常的工作范圍內(nèi)，若D3出現(xiàn)綠色慢閃說(shuō)明蓄電池已充滿，D3出現(xiàn)橙黃色(雙色皆亮)說(shuō)明蓄電池電到了欠壓狀態(tài)，D3出現(xiàn)紅色說(shuō)明蓄電池電壓降至過(guò)放狀態(tài)了，此時(shí)應(yīng)立刻關(guān)斷負(fù)載的輸出并及時(shí)充電，保護(hù)蓄電池。
[0018]如圖3所示，當(dāng)光照條件好時(shí)，光伏電池電壓高于蓄電池電壓，單片機(jī)PBl根據(jù)電壓檢測(cè)電路的實(shí)施參數(shù)調(diào)制不同占空比的PWM波形，通過(guò)光耦(PC817A)驅(qū)動(dòng)PowerMOSFET (IRF3205S)，使其開(kāi)通與關(guān)斷，從而調(diào)節(jié)充電電路的輸出電壓平均值。若由于光照條件差使得光伏電池的電壓低于蓄電池電壓，控制Power MOSFET 一直保持關(guān)斷，不進(jìn)行充電。
[0019]這里，PBl為低電平輸出有效，即當(dāng)PWM脈沖為低電平時(shí)，光耦二極管導(dǎo)通，PowerMOSFET的柵極得到高電平(R6與R7的串聯(lián)分壓)，否則為低電平。D4防止蓄電池電壓高于光伏電池電壓時(shí)發(fā)生反充。L2和C4分別進(jìn)行電流和電壓濾波，提高直流電能質(zhì)量。
[0020]如圖4所示，所述電壓檢測(cè)電路采用的DIP封裝的ATmega48單片機(jī)具有6路10位精度的逐次逼近型ADC，內(nèi)置采樣和保持電路，內(nèi)部基準(zhǔn)參考電壓(UAREF)為1.1V。能滿足多個(gè)通道同時(shí)進(jìn)行不同的采樣轉(zhuǎn)換，將采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能夠識(shí)別的10位的數(shù)字信號(hào)。檢測(cè)電路如圖4所示。
[0021]檢測(cè)光伏電池和蓄電池的端電壓來(lái)判斷兩者的工作狀態(tài)，充電器根據(jù)其工作狀態(tài)來(lái)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的控制。由于光伏電池和蓄電池的實(shí)際工作電壓大于A/D的參考電壓，采用電阻分壓的方式對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。將從串聯(lián)電阻分壓采集的信號(hào)送給ADCl和ADC2的輸入通道，本系統(tǒng)以ATmega48內(nèi)部1.1V作為基準(zhǔn)電壓，將采集的光伏電池電壓經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)進(jìn)行分析，判斷光伏電池和蓄電池所處的狀態(tài)。為了確保準(zhǔn)確性，將蓄電池的負(fù)極作為檢測(cè)電路乃至充電器的零電位參考點(diǎn)。由于光伏電池和蓄電池的電壓不同，所以，電阻和電容的參數(shù)要與各自檢測(cè)電路匹配。
[0022]如圖5所示，由于各個(gè)部分都有自己的工作電壓。而光伏電池給此系統(tǒng)以單一的方式供電，由于光伏電池受外界環(huán)境因素變化較大，所以光伏電池的電壓波動(dòng)較大，對(duì)輸出的電壓也有很大的影響。將不穩(wěn)定的光伏電池電壓經(jīng)過(guò)濾波后送給三端穩(wěn)壓芯片LM7812，經(jīng)過(guò)LM1812內(nèi)部的調(diào)整輸出+12V的電壓，然后再送給LM7805芯片，此時(shí)輸出+5V的電壓，經(jīng)過(guò)一個(gè)大的電解電容(Cll)和一個(gè)小的電容(C12)濾去高頻和低頻的信號(hào)，得到一個(gè)穩(wěn)定、可靠的+5V電壓，將它供給ATmega48芯片和系統(tǒng)中的其它模塊使用。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理為:光伏電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能進(jìn)行存儲(chǔ)并向蓄電池充電，電源電路將光伏電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換成充電器所需的電壓。單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)電路檢測(cè)到的光伏電池和蓄電池的端電壓，一方面調(diào)制不同寬度的PWM脈沖去觸發(fā)充電電路中的Power MOSFET進(jìn)行調(diào)壓充電，當(dāng)檢測(cè)到蓄電池充滿時(shí)，停止充電。另一方面控制輸出使指示電路顯示充電器的不同工作狀態(tài)。
[0024]本實(shí)用新型對(duì)光伏電池和蓄電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)光伏電池和蓄電池的狀態(tài)調(diào)制PWM脈寬的占空比，以不同的電壓對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，從而能給蓄電池提供較多的反應(yīng)時(shí)間，在此過(guò)程中蓄電池的析氣量較以前減少許多，從而提高了蓄電池的充電效率。與此同時(shí)，可以防止蓄電池被過(guò)充。
[0025]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光伏充電器，包括:充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)，其特征在于:所述充電電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)上還連接有工作指示電路、電源電路，充電電路上連接有蓄電池、光伏電池，蓄電池、光伏電池通過(guò)電壓檢測(cè)電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述電源電路電連接于充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電壓檢測(cè)電路、工作指示電路，所述蓄電池、光伏電池連接于電源電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏充電器，其特征在于:所述單片機(jī)最小系統(tǒng)采用ATmega48單片機(jī)為控制芯片，工作指示電路采用發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)進(jìn)行指示判斷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏充電器，其特征在于:所述電壓檢測(cè)電路采用的DIP封裝的ATmega48單片機(jī)具有6路10位精度的逐次逼近型ADC，內(nèi)置采樣和保持電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光伏充電器，包括：充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述充電電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)上還連接有工作指示電路、電源電路，充電電路上連接有蓄電池、光伏電池，蓄電池、光伏電池通過(guò)電壓檢測(cè)電路連接于單片機(jī)最小系統(tǒng)，所述電源電路電連接于充電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電壓檢測(cè)電路、工作指示電路，所述蓄電池、光伏電池連接于電源電路。本實(shí)用新型以單片機(jī)為控制核心，采用PWM調(diào)制技術(shù)的可控充電控制器。根據(jù)光伏電池和蓄電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制充電，可以提高充電質(zhì)量和效率，防止過(guò)充，減小對(duì)蓄電池?fù)p害。
【IPC分類】H02J7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204809927
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520477068
【發(fā)明人】蔣慧, 金青峰, 吳雙
【申請(qǐng)人】淮南聯(lián)合大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日