CN104734228A - 共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 - Google Patents
共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104734228A CN104734228A CN201310702199.8A CN201310702199A CN104734228A CN 104734228 A CN104734228 A CN 104734228A CN 201310702199 A CN201310702199 A CN 201310702199A CN 104734228 A CN104734228 A CN 104734228A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main line
- circuit
- pole main
- storage battery
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种共正极结构的太阳能充电控制器的电池板测量电路，用于测量太阳能电池板的开路电压和充电电流。测量太阳能电池板的开路电压电路采用的方案是先利用精密分压电阻对蓄电池电压值、蓄电池和电池板压差值进行处理，然后通过同相加法器对压差值进行运算处理，最后交由单片机进行运算处理。测量充电电流电路采用的方案是在太阳能充电控制器正极主线路上串上一个电流采样电阻，然后通过比例放大器对采样电阻上的电压进行放大，最后交给单片机运算处理。通过上述这样一种电路设计，使得共正极结构的太阳能充电控制器能够准确测量出太阳能电池板的开路电压和充电电流，使太阳能充电控制器功能更加完善。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能充电控制技术，具体的说是一种共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路。
背景技术
太阳能充电控制器用于太阳能电池板对蓄电池的充电全程控制，主要功能是对蓄电池进行过充保护和充电方式的控制。目前现有的太阳能充电控制器大多数采用一种正极结构的充电控制方案，具体而言就是电池板正极与蓄电池的正极直接相连，在电池板负极和蓄电池的负极线路上设置两个N沟道MOSFET开关管，采用单片机通过功率驱动电路控制两个开关管的通断，达到充电控制的目的。这种方案虽然能够有效的实现蓄电池过充保护，并且支持直充方式，但是由于电池板和蓄电池不共地的原因，利用单片机内部A/D只能测到蓄电池和电池板的电压差，直接测不到太阳能电池板的开路电压。从而导致PWM充电模式中的PWM脉冲的占空比不能准确确定，同时电池板的发电量也不易获取，不利于太阳能充电控制器的功能扩展。
发明内容
本发明为了解决共正极结构太阳能充电控制器中不易测量太阳能电池板的开路电压这个技术缺陷，提供一种共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路，先测量压差值和蓄电池电压值再进行处理的间接测量电池板电压，同时还可以对电池板充电电流进行测量。
本发明包括共正极结构太阳能充电控制器电路、蓄电池电压测量电路、蓄电池和电池板电压差值测量电路、电压差值处理电路和充电电流测量电路。所采用的技术方案在于：共正极结构太阳能充电控制器电路有两条主线路分别为正极主线路和负极主线路。太阳能电池板正极通过正极主线路串上一个保险丝直接与蓄电池正极相连，太阳能电池板负极通过负极主线路串上两个N沟道MOSFET开关管与蓄电池负极相连，两个N沟道MOSFET开关管采用单片机I/O口通过两个功率驱动电路来进行开关控制。
所述的蓄电池电压测量电路由一个限流电阻、两个精密分压电阻和个抗干扰滤波电容组成。两个精密分压电阻两端分别接蓄电池的正负极，限流电阻一端接单片机的A/D引脚，另一端接两个精密分压电阻的中间端。两个精密电阻分压的作用是将蓄电池的电压值转换成单片机A/D转换器的量程范围内。
所述的蓄电池和电池板电压差值测量电路由一个限流电阻、两个精密分压电阻和一个抗干扰滤波电容构成。限流电阻一端接正极主线路，另一端与精密分压电阻相接，另外还设置一根导线连接至两个开关管的中间处，精密分压电阻的中间端与电容一端相连，分压电阻和电容的另一端与负极主线路相连。测量压差值时采用单片机控制第一个开关管导通，第二个开关管关闭时，限流电阻与精密分压电阻的连接端和电池板地端是同一电位，而精密分压电阻另一端是蓄电池地端。这样压差就加在两个精密分压电阻两端。两个精密电阻分压的作用是将电池板与蓄电池的压差值转换成单片机A/D转换器的量程范围内。
所述的电压差值处理电路采用集成运算放大器构成电压加法电路。由于在白天电池板的电压要比蓄电池的电压高，电压差值为负值，而单片机A/D转换器处理电压值的范围一般在0-5V，因此采用运放加法电路将负压差值加上一个固定的电压直流分量，使其变成一个正压差值，再送给单片机A/D进行处理。
所述的充电电流测量电路首先在正极主线路上串上一个电流采样电阻，当太阳能电池板对蓄电池充电时，在正极主线路上会有充电电流在电流采样电阻上形成很小的电压降，这个小电压信号通过运算放大器构成的电压放大电路送给单片机A/D进行处理。
本发明由于采用上述这样一种电路设计，使得共正极结构的太阳能充电控制器能够准确测量出太阳能电池板的开路电压和充电电流，使太阳能充电控制器功能更加完善。同时提供的测量采样电路都是用基本元器件和通用运放芯片构成的，结构简单、廉价且可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
图1为本发明共正极电路结构图。
图2为蓄电池与电池板电压差值处理电路图
图3为电压信号放大电路图
图中：100、蓄电池电压测量电路，200、蓄电池和电池板电压差值测量电路，300、充电电流测量电路，1、太阳能电池板，2、蓄电池，3、单片机，4、电压差值处理电路，5、电压信号放大电路，6、正极主线路， 7、负极主线路，8、功率驱动电路，9、N沟道MOSFET开关管，10、电流采样电阻，11、限流电阻，12、保险丝，13、精密分压电阻，14、电容，15、导线，16、双向肖基特二极管。
具体实施方式
如图1所示： 本发明由单片机3、蓄电池电压测量电路100、蓄电池和电池板电压差值测量电路200、电压差值处理电路4和充电电流测量电路300组成。所采用的技术方案在于：太阳能电池板1正极通过正极主线路6串上一个保险丝12与蓄电池2正极相连，太阳能电池板1负极通过负极主线路7串上两个N沟道MOSFET开关管9与蓄电池2负极相连，单片机3两个I/O口通过两个功率驱动电路8来控制两个N沟道MOSFET开关管9的通断。
所述的蓄电池电压测量电路100由限流电阻11、两个精密分压电阻13和抗干扰滤波电容14组成。两个精密分压电阻13两端分别接蓄电池2的正负极，限流电阻11一端接单片机3的A/D引脚，另一端接至两个精密分压电阻13的中间端。抗干扰滤波电容14一端接至两个精密分压电阻13的中间端，另一端与蓄电池2的负极相连接。
所述的蓄电池和电池板电压差值测量电路200由限流电阻11、两个精密分压电阻13和抗干扰滤波电容14组成。限流电阻11一端接正极主线路，另一端与精密分压电阻13相接，另外还设置一根导线15连接至两个N沟道MOSFET开关管9的中间处，两个精密分压电阻13的中间端与抗干扰滤波电容电容14一端相连，两个精密分压电阻13和抗干扰滤波电容14的另一端与负极主线路7相连。
如图2所示：所述的电压差值处理电路4的输入端与电压差值测量电路200的输出端BSC相连，输出端与单片机的A/D引脚相连，包括一片运算放大器集成芯片U1、六个电阻和一个可控精密稳压源芯片Q1。其中U1、R1、R2、R3、R4、R5和R6组成了同相加法运算电路。Q1和R6构成了一个2.5V的基准电源。在本实施例中，运算放大器采用的是型号为OP07的超低失调电压运算放大器，可控精密稳压源芯片采用的是型号为TL431参考电压为2.5V的稳压源芯片。R1、R2、R3和R5的电阻值设置为10K，R4的电阻值设置为20K。通过以上设置，U1输出端的电压刚好等于BSC端的电压加上+2.5V。
所述的充电电流测量电路300包括串在正极主线路上的一个电流采样电阻10和电压信号放大电路5，如图3所示：所述的电压信号放大电路5包括一片运算放大器集成芯片U2、四个电阻和一个滤波电容C1。四个电阻R8、R9、R10和R11与运放芯片U2组成了同相比例放大电路。在本实施例中运算放大器采用的是型号为OP07的超低失调电压运算放大器，R8、R9的电阻值设置为10K，R10、R11的电阻值设置为200K。通过这样一种设置，电压信号放大电路16将电流采样电阻R7上的电压放大了20倍。
通过上述电路设计，本发明对太阳能电池板的开路电压测量的工作原理为：首先单片机3通过其内部A/D转换器和蓄电池电压测量电路100测出蓄电池两端的电压；然后，单片机3通过功率驱动电路A使N沟道MOSFET开关管A导通，通过功率驱动电路B使N沟道MOSFET开关管B断开，这样精密分压电阻12的上端与太阳能电池板1的地端同电位，下端与蓄电池2地端相连，而太阳能电池板1和蓄电池2的正极端也是同电位，此时太阳能电池板1和蓄电池2的电压差就加在精密分压电阻12的两端。由于在白天，太阳能电池板1的电压比蓄电池2的电压高，在晚上和阳光照射不足时，太阳能电池板1的电压比蓄电池2的电压低，就造成精密分压电阻12两端的电压白天为负电压值，晚上为正电压值。而单片机内部A/D只能处理正电压信号。所以本发明就设置了一个电压差值处理电路4将负电压值加上一个正基准电压，将负电压值转换成正电压值后交给单片机3的内部A/D进行处理，单片机3经过处理运算后得出太阳能电池板1和蓄电池2的电压差值。最后单片机在测得蓄电池2的电压和电压差值的情况下通过运算得出太阳能电池板的开路电压。
本发明对太阳能电池板的充电电流测量的工作原理为：在正极主线路6上串上一个阻值非常小的电流采样电阻10，当有充电电流时，会在电流采样电阻10两端形成一个小电压降信号，通过电压放大电路对小电压降信号放大后交给单片机3内部的A/D转换器进行处理，单片机3通过运算得出太阳能电池板充电电流的大小。
Claims (4)
1.一种共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路，包括太阳能电池板（1）和蓄电池（2），其特征在于：太阳能电池板（1）正极主线路（6）串连电流采样电阻（10）与蓄电池（2）正极连接，负极主线路（7）串连两个N沟道MOSFET开关管（9）连接蓄电池（2）负极，负极主线路（7）所串连的两个开关管（9）分别通过导线（15）串连功率驱动电路（8）与单片机（3）的I/O引脚连接，在正极主线路（6）和负极主线路（7）之间通过导线（15）串连有一个限流电阻（11）和两个精密分压电阻（13），单片机（3）的一个A/D引脚通过导线（15）串连电压信号放大电路（5）后与电流采样电阻（10）的两端相连接，单片机（3）另一A/D引脚通过导线（15）串连蓄电池与电池板电压差值处理电路（4）连接在正极主线路（6）和负极主线路（7）之间的两个精密分压电阻（13）的中间的导线（15）上，在蓄电池（2）的正极端设有导线（15）串连两个精密分压电阻（13）与蓄电池（2）负极端连接，在两个精密分压电阻（13）的中间线上设有导线（15）并串连一个限流电阻（11）后与单片机（3）的一个A/D引脚连接。
2.根据权利要求1所述的共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路，其特征在于：在两个精密分压电阻（13）中间线上设有导线（15）串连一个电容（14）与负极主线路（7）连接。
3. 根据权利要求1所述的共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路，其特征在于：在正极主线路（6）和负极主线路（7）相连导线（15）的限流电阻（11）和精密分压电阻（13）之间设有导线（15）连接在负极主线路（7）的两个开关管（9）之间。
4. 根据权利要求1所述的共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路，其特征在于：在太阳能电池板（1）与蓄电池（2）相连的正极主线路（6）上串有一个保险丝（12）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310702199.8A CN104734228A (zh) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | 共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310702199.8A CN104734228A (zh) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | 共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104734228A true CN104734228A (zh) | 2015-06-24 |
Family
ID=53457821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310702199.8A Pending CN104734228A (zh) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | 共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104734228A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106788253A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 青海大学 | 一种光伏组件电压、电流测量设备 |
| CN109091883A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-28 | 佛山科学技术学院 | 一种带太阳能供电的模型车 |
| CN109107173A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-01 | 佛山科学技术学院 | 一种多功能模型小车 |
| CN109120023A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 东莞新能德科技有限公司 | 一种充电电压的补偿方法、装置、电池及终端设备 |
| CN109358246A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-02-19 | 福建和盛高科技产业有限公司 | 一种基于共阳极充电器的太阳能充电检测电路及检测方法 |
| CN109870656A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-06-11 | 华北电力大学 | 一种电池参数检测*** |
| CN114554653A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 深圳市法马新智能设备有限公司 | 一种太阳能交通指示灯 |
-
2013
- 2013-12-19 CN CN201310702199.8A patent/CN104734228A/zh active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106788253A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 青海大学 | 一种光伏组件电压、电流测量设备 |
| CN106788253B (zh) * | 2017-01-19 | 2019-04-05 | 青海大学 | 一种光伏组件电压、电流测量设备 |
| CN109120023A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 东莞新能德科技有限公司 | 一种充电电压的补偿方法、装置、电池及终端设备 |
| CN109091883A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-28 | 佛山科学技术学院 | 一种带太阳能供电的模型车 |
| CN109107173A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-01 | 佛山科学技术学院 | 一种多功能模型小车 |
| CN109358246A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-02-19 | 福建和盛高科技产业有限公司 | 一种基于共阳极充电器的太阳能充电检测电路及检测方法 |
| CN109358246B (zh) * | 2018-10-19 | 2020-11-17 | 福建和盛高科技产业有限公司 | 一种基于共阳极充电器的太阳能充电检测电路及检测方法 |
| CN109870656A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-06-11 | 华北电力大学 | 一种电池参数检测*** |
| CN114554653A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 深圳市法马新智能设备有限公司 | 一种太阳能交通指示灯 |
| CN114554653B (zh) * | 2020-11-24 | 2023-12-26 | 深圳市法马新智能设备有限公司 | 一种太阳能交通指示灯 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104734228A (zh) | 共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 | |
| CN107839500B (zh) | 一种动态修正soc的锂电池组均衡控制方法和*** | |
| CN101986508B (zh) | 电池均衡装置 | |
| CN203705621U (zh) | 电池组剩余电量的计量电路 | |
| CN102426339A (zh) | 一种电池组单体电池电压采集电路 | |
| CN205122716U (zh) | 一种电动汽车电池管理*** | |
| CN207753126U (zh) | 一种锂电池管理*** | |
| CN203774815U (zh) | 均衡充电控制电路 | |
| CN205092599U (zh) | 多节电池的均衡充电装置 | |
| CN113009370B (zh) | 一种低能耗动力电池循环寿命测试***及方法 | |
| CN201583635U (zh) | 动力锂电池容量检测电路 | |
| CN105676137B (zh) | 一种高速电池电压扫描电路 | |
| CN203645371U (zh) | 共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路 | |
| CN104678160A (zh) | 串联电池组中单体电池电压的测量电路 | |
| CN203465349U (zh) | 一种基于敏感电阻的微功耗检测电路 | |
| CN105375586A (zh) | 电池充放电管理装置及用该装置制成的计量仪表 | |
| CN104333092A (zh) | 一种电池启动电流测试的充电器*** | |
| CN104242394A (zh) | 串联电池主动均衡电路及其均衡方法 | |
| CN201556950U (zh) | 电池平衡充电及检测修复装置 | |
| CN202383264U (zh) | 电池电压检测电路及装置 | |
| CN203813457U (zh) | 一种电池能量均衡电路 | |
| CN203606426U (zh) | 一种电动汽车动力电池组单体电池电压采集*** | |
| CN112379149A (zh) | 带载且带载电流可测的模拟电池组电路及其模拟电池组 | |
| CN204304488U (zh) | 一种电池启动电流测试的充电器*** | |
| CN201204479Y (zh) | 锂电池充电器控制集成电路及其充电指示控制电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150624 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |