CN104124733A - 一种太阳能电池充放电控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池充电控制领域，具体涉及一种太阳能电池充放电控制装置及其控制方法，其特征在于，包括依次连接的太阳能板、充电控制电路、自动锁开关K1、电池组、自动锁开关K2、逆变器；所述控制方法包括：第一步，显示太阳光强度信号，以及电池组的充放电电压值并在显示电路上显示出来；第二步，中央处理器判断放电的电压值是否开启或关断自动锁开关K2，使电池组放电，以及是否启用备用电池组；第三步，中央处理器判断充电的电压值是否开启或关断自动锁开关K1，使电池组处于充电状态；第四步，判断是否要对备用电池组充电或断开自锁开关装置；由于可以实现完全断电控制，避免回路中不产生涓流、回流现象，保证了电池的使用寿命更长。

Description

一种太阳能电池充放电控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电池充电放电控制领域，具体涉及一种太阳能电池充放电控制装置及其控制方法。

背景技术

太阳能是一种新兴可再生能源，是将太阳光的辐射能量转化成电能的过程。近年来，太阳能光伏发电技术已成为开发研究的热点，作为一种较为理想的电能发电来源，并已经取得了显著的效果；太阳能发电***一般由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成，如输出电源为220V或110V，还需要配置逆变器等控制***，由于光伏发电的不稳定性，需要对太阳能转化而来的电能进行储能再利用。

要实现对太阳能光伏发电的储能利用，必须对电池的充电放电进行控制，在太阳能充电控制领域，一般都是一组电池加一个充电控制置的***结构，但在大多情况下都是由多组电池并联或串联而成，如在大型的商场、写字楼、宿舍楼、酒店、旅馆等商业场所，无论将太阳能作为光伏发电还是太阳能热水器，电池在充电放电过程中，常造成充电控制装置的低载低效率运行，如电池充电往往是过充或者充电不足，当整个太阳能控制统不工作时，或者当备用电池不使用时，与充电或放电控制电路形成回路，继续以涓流的形式在回路中充电或放电，影响了电池的蓄电能力，同时也会影响电池的使用寿命，与此同时，不同组之间的电池也产生串流现象，也影响了整个太阳能控制***安全性。

发明内容

本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种太阳能的电池在充过程中，实时检测蓄电池的电压，当电池在过充、过放及不使用的情况下，使电池与电路之间、电池与电池之间呈断开状态，不能形成回路通，从而避免了回路中产生涓流的现象。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池充放电控制装置及其控制方法，其包括依次连接的太阳能板、充电控制电路、自动锁开关K1、电池组、自动锁开关K2、逆变器；

所述自动锁开关K1、K2内设置有开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2，和带有线圈的继电器J1、J2。

本发明中，还包括中央处理器，所述中央处理器通过输入检测电路与充电控制电路连接，所述中央处理器还通过输出检测电路与逆变器连接；所述中央处理器与键盘和显示电路连接，还通过驱动电路与自动锁开关K1的J1一端、二极管D2的阴极、自动锁K2的J2一端、二极管D2的阴极分别连接，所述二极管D1、D2的阳极、J1、J2的另一端与地连接；

进一步的，还包括左光敏电阻R1和右光敏电阻R2，所述左光敏电阻R1的一端与太阳能板的正极S+连接，另一端分别与右光敏电阻R2、中央处理器连接，所述R2的另一端与太阳能负极S-连接；

优选的，所述的电池组为铅酸电池，额定电压为24V。

优选的，所述的电池组至少为2组或两组并联或串联。

本发明还提供一种太阳能电池充放电控制装置的控制方法，其特征在于，包括依次连接的太阳能板、充电控制电路、自动锁开关K1、电池组、自动锁开关K2、逆变器；所述R2的另一端与太阳能负极S-连接；所述自动锁开关K1、K2内设置有开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2，和带有线圈的继电器J1、J2；

进一步的，还包括左光敏电阻R1和右光敏电阻R2，所述左光敏电阻R1的一端与太阳能板的正极S+连接，另一端分别与右光敏电阻R2、中央处理器连接，所述R2的另一端与太阳能负极S-连接，所述控制方法包括以下步骤：

第一步，左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号、输入检测电路实时采样充电电压以及输出检测电路实时采样电池的放电电压，并传输给中央处理器通过预设值得处理后，在显示电路上显示；

第二步，中央处理器根据输出检测电路采集到的电压值，通过预置的处理，判断是否开启自动锁开关K2，使电池组放电，给负载供电，否则关断自动锁开关K2，不予放电，并启用备用电池组；

第三步，中央处理器根据输入检测电路采集到的电压值，通过预置的处理，判断是否开启自动锁开关K1，使电池组处于充电状态，否则关断自动锁开关K1，不予充电；

第四步，中央处理器根据左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号，通过预置的处理，判断是否要对备用电池组充电或断开自锁开关装置。

优选的，所述第二步中所述的输入检测电路与之间充电控制器以及第三步中的输出检测电路与逆变器之间还接有分压电路。

与现有技术相比具有以下有益效果，本发明能适应不同的电池类型，在电池充放电过程中多，根据电池的电压进行自动充放电控制，使两组或多组蓄电池，交替使用时，备用电池与控制电路以及蓄电池之间完全断开连接，使充电控制电路和放电控制电路与蓄电池之间以及蓄电池与蓄电池之间都处于不充电、不放放电，回路中不产生涓流、回流现象，整个电路***呈零耗电状态。由于可以实现完全断电控制，避免了电池过放、浮充过长而影响电池的使用寿命，与此同时，本发明的电路结构简单，使用方便安全，保护功能完善，效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一种太阳能电池充放电控制装置结构示意图；

图2示出了本发明一种太阳能电池充放电控制方法结构示意图；

图3示出了本发明一种太阳能电池充放电控制装置中分压电路路结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，示出了本发明一种太阳能电池充放电控制装置的结构示意图，结合图1，该太阳能电池充放电控制装置包括，依次连接的太阳能板1、充电控制电路2、自动锁开关K1、电池组3、自动锁开关K2、逆变器4。

其中，自动锁开关11内设置有开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2，和带有线圈的继电器J1、J2；整个装置处于正常工作状态时，自动锁开关的内置开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2闭合，经过逆变器转换成220VAC，给负载5供电。

作为本发明的具体实施例，还包括中央处理器8，所述中央处理器8通过输入检测电路9与充电控制电路2连接用于检测电池组3的充电电压，所述中央处理器8还通过输出检测电路6与逆变器4连接，用于检测电池组3放电时的工作电压状态；所述中央处理器8与键盘和显示电路7连接，还通过驱动电路10与自动锁开关K1的J1一端、二极管D2的阴极、自动锁开关K2的J2一端、二极管D2的阴极分别连接，所述二极管D1、D2的阳极、J1、J2的另一端与地连接。

作为本发明的最佳实施例，还包括左光敏电阻R1和右光敏电阻R2，所述左光敏电阻R1的一端与太阳能板1的正极S+连接，另一端分别与右光敏电阻R2、中央处理器8连接，所述右光敏电阻R2的另一端与太阳能板1负极S-连接，同时太阳能板1的正极S+、负极S-之间还连接有瞬态抑制二极管D1。

在本发明的具体实施例中，所述的电池组3为铅酸蓄电池，所选电池组3的额定电压为24V，同时将另一组蓄电池并联成交替使用或作为备用(未图示)，但根据实际需要，还可将两组蓄电池串联成48V后，再与另外两组蓄电池并联48V做备用，但需要说明的是本发明的单组蓄电池的额定电压不限于24V的类型,可以选择12V，48V。

参见图2，示出了本发明一种太阳能电池充放电控制方法结构示意图，结合图2，本发明还提出一种太阳能电池充放电控制装置的控制方法，包括依次连接的太阳能板1、充电控制电路2、自动锁开关K1、电池组3、自动锁开关K2、逆变器4；所述自动锁开关11内设置有开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2，和带有线圈的继电器J1、J2。

在本发明中，参见图1和图2，还包括左光敏电阻R1和右光敏电阻R2，所述左光敏电阻R1的一端与太阳能板1的正极S+连接，另一端分别与右光敏电阻R2、中央处理器8连接，所述右光敏电阻R2的另一端与太阳能板1负极S-连接，所述控制方法包括以下步骤：

第一步，左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号、输入检测电路9实时采样电池组3的充电电压以及输出检测电路6实时采样电池组3的放电电压，并传输给中央处理器8通过预设值得处理后，在键盘和显示电路7上显示；

第二步，中央处理器8根据输出检测电路9采集到的电池组3的电压值，通过预置的处理，判断是否开启自动锁开关K2，使电池组3放电，给负载供电，否则关断自动锁开关K2，不予放电，并启用备用电池组；

第三步，中央处理器8根据输入检测电路9采集到电池组3的电压值，通过预置的处理，判断是否开启自动锁开关K1，使电池组3处于充电状态，否则关断自动锁开关K1，不予充电；

第四步，中央处理器8根据左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号，通过预置的处理，，判断是否要对备用电池组充电或断开自锁开关装置。

作为本发明的另一种实施例，参见图1、图2和图3，在实际电路连接中，所述第二步和步骤三中，电池组3与输入检测电路9、输出检测电路6之间还接有分压电路60、分压电路90，分压电路60将24V的电池组3输出的放电电压进行分压，分出的P60点的电压为+12V，分压电路90将24V的电池组3输入的充电电压进行分压，分出的P90点的电压为+12V，输入检测电路9和输出检测电路6能检测的电压范围为0～+15V，经过分压电阻以后可减小检测电压范围，提高检测的精确度。

在本发明中，中央处理器8采用AT89S52单片机，电池组3放电输出的放电电压低于6V，也即当中央处理器8检测到输出检测电路6的电压低于12V时，分压处P60点的电压为6V，此时，中央处理器8的P3.0引脚对驱动电路10输出低电平，经过驱动电路10，使自动锁开关K2的K2-1、K1-2断开，电池组3停止放电，并该装置会自动启用被用电池组向供电；中央处理器8根据左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号，是否需要立即给被断开的电池组3充电，如果不需要进行充电，则中央处理器8的P3.0引脚对驱动电路10输出低电平，经过驱动电路10，使自动锁开关K1的K1-1、K1-1断开，如果要进行对电池组3充电，则中央处理器8的P3.0引脚对驱动电路10输出高电平，经过驱动电路10，使自动锁开关K1的K1-1、K1-1闭合，对电池组3进行充电。当输入检测电路9检测电池组3充电满时，则会显示充满电电压，则中央处理器8的P3.0引脚对驱动电路输出低电平，使自动锁开关K1的K1-1、K1-1断开，电池组3完成充电操作。当备电用池工作时，对于暂时不工作的电池组3，自动锁开关11处于断开状态，这样避免了电池产生涓流、回流的现象，起到了保护电池组的作用。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能电池充放电控制装置，其特征在于，包括依次连接的太阳能板、充电控制电路、自动锁开关K1、电池组、自动锁开关K2、逆变器；

所述自动锁开关K1、K2内设置有开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2，和带有线圈的继电器J1、J2；

还包括中央处理器，所述中央处理器通过输入检测电路与充电控制电路连接，所述中央处理器还通过输出检测电路与逆变器连接；所述中央处理器与键盘和显示电路连接，还通过驱动电路与自动锁开关K1的J1一端、二极管D2的阴极、自动锁K2的J2一端、二极管D2的阴极分别连接，所述二极管D1、D2的阳极、J1、J2的另一端与地连接；

还包括左光敏电阻R1和右光敏电阻R2，所述左光敏电阻R1的一端与太阳能板的正极S+连接，另一端分别与右光敏电阻R2、中央处理器连接，所述R2的另一端与太阳能负极S-连接。

2.如权利要求1所述的一种太阳能电池充放电控制装置，其特征在于，所述的电池组为铅酸电池，额定电压为24V。

3.如权利要求1所述的一种太阳能电池充放电控制装置，其特征在于，所述的电池组至少为2组或两组并联或串联。

4.一种太阳能电池充放电控制装置的控制方法，其特征在于，包括依次连接的太阳能板、充电控制电路、自动锁开关K1、电池组、自动锁开关K2、逆变器；所述R2的另一端与太阳能负极S-连接；所述自动锁开关K1、K2内设置有开关K1-1、K1-2、K2-1、K1-2，和带有线圈的继电器J1、J2；

还包括左光敏电阻R1和右光敏电阻R2，所述左光敏电阻R1的一端与太阳能板的正极S+连接，另一端分别与右光敏电阻R2、中央处理器连接，所述R2的另一端与太阳能负极S-连接，所述控制方法包括以下步骤：

第一步，左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号、输入检测电路实时采样电池组的充电电压以及输出检测电路实时采样电池组的放电电压，并传输给中央处理器通过预设值得处理后，在键盘和显示电路上显示；

第二步，中央处理器根据输出检测电路采集到的电池组的电压值，通过预置的处理，判断是否开启自动锁开关K2，使电池组放电，给负载供电，否则关断自动锁开关K2，不予放电，并启用备用电池组；

第三步，中央处理器根据输入检测电路采集到电池组的电压值，通过预置的处理，判断是否开启自动锁开关K1，使电池组3处于充电状态，否则关断自动锁开关K1，不予充电；

第四步，中央处理器8根据左光敏电阻R1、右光敏电阻R2实时采样太阳光的强度信号，通过预置的处理，判断是否要对备用电池组充电或断开自锁开关装置。

5.如权利要求4所述一种太阳能电池充放电控制装置的控制方法，其特征在于，所述第二步中所述的输入检测电路与之间充电控制器以及第三步中的输出检测电路与逆变器之间还接有分压电路。