CN201839039U - 一种可随意扩容的光伏充放电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，包括太阳能电池组件、蓄电池、可用于扩容的第一继电器、第二继电器和用于驱动第一继电器和第二继电器进行工作的检测控制电路；太阳能电池组件的输出通过第一继电器与蓄电池的输入相连接；蓄电池的输出通过第二继电器与负载的输入相连接；检测控制电路设有两输出端和一电压检测端口，该两输出端分别与第一继电器和第二继电器的线圈的输入端相连接，检测控制电路的电压检测端口与蓄电池的输出相连接。本实用新型不仅实现了对蓄电池充放电的有效控制，而且达到了随意扩容的目的，并具有控制简单、灵敏度高、运行可靠等特点。

Description

一种可随意扩容的光伏充放电控制装置

技术领域

本实用新型涉及光伏充放电领域，特别是涉及一种控制简单、灵敏，可随意扩容的光伏充放电控制装置。

背景技术

目前，在光伏***中，一般需要在太阳能电池组件、蓄电池和负载之间加装一充放电控制器，使太阳能电池组件的输出通过充放电控制器接蓄电池的输入，使蓄电池的输出通过充放电控制器接负载的输入，从而保护蓄电池免于遭受过充电和过放电的影响。然而，现有技术的充放电控制器却大多存在控制精度有限、电路复杂、对蓄电池的保护不到位等缺点。特别的，现有技术的充放电控制器要实现扩容也很麻烦，在实际操作过程中，要么基本上全部更换掉原有的控制器，要么增加控制器的数量，这就导致增加的成本非常之多。因而，要实现本地扩容的难度较大，不利于光伏***根据时机不同或用户要求进行升级或扩容。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，采用继电器及相应控制电路进行控制，不但实现了对蓄电池充放电的有效控制及保护，而且达到了随意扩容的目的，从而克服了现有技术的充放电控制器所存在的不足之处。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，包括太阳能电池组件、蓄电池；还包括可用于扩容的第一继电器、第二继电器和用于驱动第一继电器和第二继电器进行工作的检测控制电路；太阳能电池组件的输出通过第一继电器与蓄电池的输入相连接；蓄电池的输出通过第二继电器与负载的输入相连接；检测控制电路设有两输出端和一电压检测端口，该两输出端分别与第一继电器和第二继电器的线圈的输入端相连接，检测控制电路的电压检测端口与蓄电池的输出相连接。

所述的检测控制电路包括电压检测电路、第一驱动电路和第二驱动电路；该电压检测电路的输出分别与第一驱动电路和第二驱动电路的输入相连接，第一驱动电路和第二驱动电路的输出分别为所述检测控制电路的两输出端，该第一驱动电路的输出接所述第一继电器的线圈的输入端，该第二驱动电路的输出接所述第二继电器的线圈的输入端；电压检测电路的输入构成所述检测控制电路的电压检测端口，该电压检测电路的输入接所述蓄电池的输出。

所述的电压检测电路包括控制芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容和稳压二极管，该控制芯片设有14个引脚，该控制芯片的第12引脚为所述电压检测电路的一个输出端，该第12引脚接所述第一驱动电路的输入；控制芯片的第11引脚为所述电压检测电路的另一个输出端，该第11引脚接所述第二驱动电路的输入；控制芯片的第2引脚为所述电压检测电路的输入端；控制芯片的第2引脚通过第一电阻与所述蓄电池的正极相连接；第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻的一端分别对应与控制芯片的第2引脚、第4引脚、第8引脚、第7引脚、第6引脚、第5引脚相连接，第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻的另一端分别接地；控制芯片的第14引脚为该控制芯片的电源正输入端，该控制芯片的第14引脚通过第八电阻与所述蓄电池的正极相连接；所述控制芯片的第1引脚为该控制芯片的电源负输入端，该控制芯片的第1引脚接地；第一电容和稳压二极管并联连接在控制芯片的第14引脚和第1引脚之间。

所述的第一驱动电路包括第九电阻、第一三极管和第二电容；所述控制芯片的第12引脚通过第九电阻接第一三极管的基极；第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极接所述第一继电器的线圈输入的一端，所述第一继电器的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极，第二电容连接在所述第一继电器的线圈输入端之间；所述第一继电器的动触点接蓄电池的正极，所述第一继电器的常闭触点接太阳能电池组件的正极；所述太阳能电池组件的负极接地。

所述的第二驱动电路包括第十电阻、第二三极管和第三电容；所述控制芯片的第11引脚通过第十电阻接第二三极管的基极；第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接所述第二继电器的线圈输入的一端，所述第二继电器的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极，第三电容连接在所述第二继电器的两线圈输入端之间；所述第二继电器的动触点接所述蓄电池的正极，所述第二继电器的常闭触点接负载的正极；所述蓄电池和负载的负极均接地。

进一步的，还包括一报警控制电路；该报警控制电路包括第三继电器、第三三极管、第十一电阻和第四电容；所述控制芯片的第10引脚为输出端，该控制芯片的第10引脚通过第十一电阻与第三三极管的基极相连接；第三三极管的集电极接第三继电器的线圈输入的一端；第三继电器的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极；第四电容连接在第三继电器的线圈输入端之间；第三继电器的动触点接一报警装置的一控制端，第三继电器的常开触点接该报警装置的另一控制端。

本实用新型的有益效果是，由于包括可随意扩容的第一继电器、第二继电器和用于控制第一继电器和第二继电器动作的检测控制电路，且第一继电器连接在太阳能电池组件和蓄电池之间，第二继电器连接在蓄电池和负载之间，检测控制电路的输出分别与第一继电器和第二继电器的线圈的输入端相连接，检测控制电路设有一电压检测端口，该电压检测端口与蓄电池的输出相连接，使得检测控制电路能够对蓄电池的电压进行实时检测，并在蓄电池处于过充或过压状态时，输出控制信号，使第一继电器和第二继电器分别动作而关闭太阳能电池组件和负载，在蓄电池处于过放状态时，使第二继电器动作而关闭负载，同时太阳能电池组件对蓄电池保持充电状态。因而，本实用新型具有控制简单、控制灵敏度高、运行可靠、能够大大提高蓄电池的使用寿命的特点。此外，由于电路中连接的第一继电器和第二继电器分别可进一步进行扩容连接，因而该控制装置与现有技术相比，无需更换掉整个控制装置，也无需增加控制装置的数量，而只需更改继电器的容量，即可达到随意扩容的目的，并从中节约了大量成本。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置及其控制方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电路连接示意图；

图3是本实用新型扩容后的原理框图；

图4是本实用新型扩容后的电路连接示意图。

具体实施方式

实施例一，请参见图1所示，本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，包括太阳能电池组件1、蓄电池4、可用于扩容的第一继电器2、第二继电器5和用于驱动第一继电器2和第二继电器5进行工作的检测控制电路3；太阳能电池组件1的输出通过第一继电器2与蓄电池4的输入相连接；蓄电池4的输出通过第二继电器5与负载6的输入相连接；检测控制电路3设有两输出端和一电压检测端口，该两输出端分别与第一继电器2和第二继电器5的线圈的输入端相连接，检测控制电路3的电压检测端口与蓄电池4的输出相连接。

其中，

所述的检测控制电路3包括电压检测电路、第一驱动电路和第二驱动电路；该电压检测电路的输出分别与第一驱动电路和第二驱动电路的输入相连接，第一驱动电路和第二驱动电路的输出分别为所述检测控制电路3的两输出端，该第一驱动电路的输出接所述第一继电器2的线圈的输入端，该第二驱动电路的输出接所述第二继电器5的线圈的输入端；电压检测电路的输入构成所述检测控制电路3的电压检测端口，该电压检测电路的输入接所述蓄电池4的输出；

请参见图2所示，所述的电压检测电路包括控制芯片IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1和稳压二极管D1，该控制芯片IC1设有14个引脚，该控制芯片IC1的第12引脚为所述电压检测电路的一个输出端，该第12引脚接所述第一驱动电路的输入；控制芯片IC1的第11引脚为所述电压检测电路的另一个输出端，该第11引脚接所述第二驱动电路的输入；控制芯片IC1的第2引脚为所述电压检测电路的输入端；控制芯片IC1的第2引脚通过第一电阻R1与所述蓄电池的正极相连接；第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7的一端分别对应与控制芯片IC1的第2引脚、第4引脚、第8引脚、第7引脚、第6引脚、第5引脚相连接，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7的另一端分别接地；控制芯片IC1的第14引脚为该控制芯片的电源正输入端，该控制芯片IC1的第14引脚通过第八电阻R8与所述蓄电池的正极相连接；所述控制芯片IC1的第1引脚为该控制芯片的电源负输入端，该控制芯片IC1的第1引脚接地；第一电容C1和稳压二极管D1并联连接在控制芯片IC1的第14引脚和第1引脚之间；

所述的第一驱动电路包括第九电阻R9、第一三极管BG1和第二电容C2；所述控制芯片IC1的第12引脚通过第九电阻R9接第一三极管BG1的基极；第一三极管BG1的发射极接地，第一三极管BG1的集电极接所述第一继电器JK1的线圈输入的一端，所述第一继电器JK1的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极，第二电容C2连接在所述第一继电器JK1的线圈输入端之间；所述第一继电器JK1的动触点接蓄电池的正极，所述第一继电器JK1的常闭触点接太阳能电池组件的正极；所述太阳能电池组件的负极接地GND；

所述的第二驱动电路包括第十电阻R10、第二三极管BG2和第三电容C3；所述控制芯片IC1的第11引脚通过第十电阻R10接第二三极管BG2的基极；第二三极管BG2的发射极接地GND，第二三极管BG2的集电极接所述第二继电器JK2的线圈输入的一端，所述第二继电器JK2的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极，第三电容C3连接在所述第二继电器JK2的线圈输入端之间；所述第二继电器JK2的动触点接所述蓄电池的正极，所述第二继电器JK2的常闭触点接负载的正极；所述蓄电池和负载的负极均接地GND；

进一步的，还包括一报警控制电路；该报警控制电路包括第三继电器JK3、第三三极管BG3、第十一电阻R11和第四电容C4；所述控制芯片IC1的第10引脚为输出端，该控制芯片IC1的第10引脚通过第十一电阻R11与第三三极管BG3的基极相连接；第三三极管BG3的发射极接地GND，第三三极管BG3的集电极接第三继电器JK3的线圈输入的一端；第三继电器JK3的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极；第四电容C4连接在第三继电器JK3的线圈输入端之间；第三继电器JK3的动触点接一报警装置的一控制端，第三继电器JK3的常开触点接该报警装置的另一控制端。

本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，其控制芯片IC1的第12引脚和第11引脚为可控制延时输出端，该控制芯片IC1可通过微调第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，实现该控制芯片对蓄电池的电压点的精确检测。这里，假设蓄电池的开路电压为68伏，过压点电压为66伏，过放点电压为42伏，则微调第四电阻R4可以使控制芯片IC1检测的电压精确到68伏，微调第五电阻R5可以使控制芯片IC1检测的电压精确到66-57伏之间，微调第六电阻R6可以使控制芯片IC1检测的电压精确到43伏，微调第七电阻R7可以使控制芯片IC1检测的电压精确到42-47伏之间。

本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，其具体控制过程为：控制芯片IC1的第2引脚实时检测蓄电池的电压，并判断蓄电池的电压是否高于蓄电池的开路电压(68伏)或蓄电池是否处于过压状态(高于66伏)；若蓄电池的电压高于57伏小于68伏时，则控制芯片IC1的两输出端分别延时1分钟输出控制信号，第一继电器JK1和第二继电器JK2分别在对应控制信号的驱动下断开其动触点和常闭触点，使太阳能电池组件不对蓄电池进行充电，同时关闭负载；否则第一继电器和第二继电器的动触点和常闭触点分别保持吸合状态；若控制芯片IC1检测到蓄电池的电压达到68伏，则立刻输出控制信号，强制使第一继电器JK1和第二继电器JK2分别断开其动触点和常闭触点，从而使太阳能电池组件不对蓄电池进行充电，同时关闭负载；若控制芯片IC1检测到蓄电池的电压为43伏，则向报警控制电路输出控制信号，使第三继电器JK3的动触点和常开触点吸合，从而接通报警装置，输出报警信号，以提前告知用户蓄电池将进入过放状态；若控制芯片IC2检测到蓄电池的电压为42伏，则延时30秒向第二继电器JK2输出控制信号，使第二继电器JK2断开其动触点和常闭触点，同时第一继电器JK1的动触点和常闭触点保持吸合状态，以使太阳能电池组件能够对蓄电池进行充电。

本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，将太阳能电池组件接第一继电器JK1的常闭触点，使负载接第二继电器JK2的常闭触点，可以使太阳能电池组件和负载在蓄电池的电压正常时均能工作，而只有在蓄电池处于开路电压或过压或过放的状态，才会在第一继电器JK1和第二继电器JK2的动作下采取相应的动作。将控制芯片IC1的输出设置为可控制延时输出，可以避免电路出现振荡现象，从而进一步保护蓄电池。

实施例二，请参见图3所示，其与实施例一的不同之处在于：在第一继电器2和第二继电器5的基础上进行扩容，增加了充电继电器7和放电继电器8；其中充电继电器7是对第一继电器2进行扩容，放电继电器8是对第二继电器5进行扩容；太阳能电池组件1的输出通过充电继电器7接蓄电池4的输入，蓄电池4的输出通过放电继电器8接负载的输入。

请参见图2所示，其与实施例一中图2的区别在于：第一继电器JK1的常闭触点接所述充电继电器7，第二继电器JK2的常闭触点接所述放电继电器8；太阳能电池组件通过充电继电器7与蓄电池相连接，负载通过放电继电器7与蓄电池相连接；在蓄电池的正极处还连接有一二极管D2，该二极管D2的接入可以防止蓄电池在连接过程中出现极性接反的情况。

综上所述，本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，不但可以对蓄电池的充放电情况进行有效控制，并具有控制简单、运行可靠等特点，而且可以达到随意扩容的目的。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可随意扩容的光伏充放电控制装置，包括太阳能电池组件、蓄电池；其特征在于：还包括可用于扩容的第一继电器、第二继电器和用于驱动第一继电器和第二继电器进行工作的检测控制电路；太阳能电池组件的输出通过第一继电器与蓄电池的输入相连接；蓄电池的输出通过第二继电器与负载的输入相连接；检测控制电路设有两输出端和一电压检测端口，该两输出端分别与第一继电器和第二继电器的线圈的输入端相连接，检测控制电路的电压检测端口与蓄电池的输出相连接。

2.根据权利要求1所述的可随意扩容的光伏充放电控制装置，其特征在于：所述的检测控制电路包括电压检测电路、第一驱动电路和第二驱动电路；该电压检测电路的输出分别与第一驱动电路和第二驱动电路的输入相连接，第一驱动电路和第二驱动电路的输出分别为所述检测控制电路的两输出端，该第一驱动电路的输出接所述第一继电器的线圈的输入端，该第二驱动电路的输出接所述第二继电器的线圈的输入端；电压检测电路的输入构成所述检测控制电路的电压检测端口，该电压检测电路的输入接所述蓄电池的输出。

3.根据权利要求2所述的可随意扩容的光伏充放电控制装置，其特征在于：所述的电压检测电路包括控制芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容和稳压二极管，该控制芯片设有14个引脚，该控制芯片的第12引脚为所述电压检测电路的一个输出端，该第12引脚接所述第一驱动电路的输入；控制芯片的第11引脚为所述电压检测电路的另一个输出端，该第11引脚接所述第二驱动电路的输入；控制芯片的第2引脚为所述电压检测电路的输入端；控制芯片的第2引脚通过第一电阻与所述蓄电池的正极相连接；第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻的一端分别对应与控制芯片的第2引脚、第4引脚、第8引脚、第7引脚、第6引脚、第5引脚相连接，第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻的另一端分别接地；控制芯片的第14引脚为该控制芯片的电源正输入端，该控制芯片的第14引脚通过第八电阻与所述蓄电池的正极相连接；所述控制芯片的第1引脚为该控制芯片的电源负输入端，该控制芯片的第1引脚接地；第一电容和稳压二极管并联连接在控制芯片的第14引脚和第1引脚之间。

4.根据权利要求3所述的可随意扩容的光伏充放电控制装置，其特征在于：所述的第一驱动电路包括第九电阻、第一三极管和第二电容；所述控制芯片的第12引脚通过第九电阻接第一三极管的基极；第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极接所述第一继电器的线圈输入的一端，所述第一继电器的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极，第二电容连接在所述第一继电器的线圈输入端之间；所述第一继电器的动触点接蓄电池的正极，所述第一继电器的常闭触点接太阳能电池组件的正极；所述太阳能电池组件的负极接地。

5.根据权利要求3所述的可随意扩容的光伏充放电控制装置，其特征在于：所述的第二驱动电路包括第十电阻、第二三极管和第三电容；所述控制芯片的第11引脚通过第十电阻接第二三极管的基极；第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接所述第二继电器的线圈输入的一端，所述第二继电器的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极，第三电容连接在所述第二继电器的线圈输入端之间；所述第二继电器的动触点接所述蓄电池的正极，所述第二继电器的常闭触点接负载的正极；所述蓄电池和负载的负极均接地。

6.根据权利要求3所述的可随意扩容的光伏充放电控制装置，其特征在于：进一步的，还包括一报警控制电路；该报警控制电路包括第三继电器、第三三极管、第十一电阻和第四电容；所述控制芯片的第10引脚为输出端，该控制芯片的第10引脚通过第十一电阻与第三三极管的基极相连接；第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极接第三继电器的线圈输入的一端；第三继电器的线圈输入的另一端接所述蓄电池的正极；第四电容连接在第三继电器的两线圈输入端之间；第三继电器的动触点接一报警装置的一控制端，第三继电器的常开触点接该报警装置的另一控制端。

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