CN203120233U - 太阳能充电恒流输出一体机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能充电恒流输出一体机，太阳能接线端子与PWM充电转换单元的信号输入端、控制单元的信号输入端相连，PWM充电转换单元输出端与蓄电池接线端子相连，另与控制单元的一路输出端相连，PWM充电单元的输出端与蓄电池相连，蓄电池和负载之间通过一个升压转换电路连接。本太阳能充电恒流输出一体机成功的将太阳能离网型路灯的发电***整合，降低了安装带来的许多不可预知的故障，集成了完善的保护功能，并从根本上解决了LED调光调功率问题，使离网太阳能***的能量得到更充分的使用。

Description

太阳能充电恒流输出一体机
技术领域
本实用新型涉及一种用于太阳能电流输出的装置。 
背景技术
随着工业的快速发展，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源在利用过程中对环境和生态***造成的破坏，各国开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。太阳能属于清洁能源，并且取之不尽用之不竭，因此得到了各国的大力发展。虽然太阳能拥有巨大的潜能，但是受限于目前的科技水平，新材料的开发瓶颈，以及成本的制约，人们并不能充分地吸收到太阳发出的能力。 
传统的太阳能路灯控制器存在着以下缺陷：一般采用肖特基防反加开关控制的方式，开断式充电方式效率低下；安全性可靠性不佳，一般无保护设计；输出控制方式单一，不能直接驱动LED光源；不能有效调节LED光源的功率，真正做到分时段分功率的控制方式。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种充电效率高、保护功能齐全以及放电管理功能完善、可直接驱动LED灯珠并具有调光功能的太阳能充电恒流输出一体机。 
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种太阳能充电恒流输出一体机，包括与太阳能蓄电池板相连的太阳能接线端子﹑与蓄电池相连的蓄电池接线端子以及与负载相连的负载接线端子。太阳能接线端子与PWM充电转换单元的信号输入端、太阳能采样电路的信号输入端相连；PWM充电转换单元输出端与蓄电池接线端子相连，另与控制单元的一路输出端相连；PWM充电单元的输出端与蓄电池相连；蓄电池和负载之间通过一个升压转换电路单元以及电流采样单元连接；蓄电池的另一输出端与控制单元通过蓄电池电压采样单元连接；负载端子L+与控制单元通过负载电压采样单元连接；TL494芯片接受电流采样单元﹑调光电路单元以及输出控制电路单元的输出信号，分别与他们相连，输出控制信号控制升压转换电路单元并与其相连；调光电路单元以及输出控制电路单元分别与控制单元相连，接受其输出的控制信号。 
太阳能充电恒流输出一体机所述的太阳能接线端子由接线端子S+、S-组成，接线端子S+分别与太阳能采样电路的信号输入端以及PWM充电单元的输入端相连，接线端子S-与PWM充电单元的输入端相连。 
太阳能充电恒流输出一体机，所述的PWM充电单元输出连接至蓄电池接线端子，并接受控制单元的控制信号。 
太阳能充电恒流输出一体机，蓄电池接线端子由接线端子B+、B-组成，其输入端连接至PWM充电单元，输出端连接至升压转换电路单元的输入端，并输出信号至蓄电池电压采样单元。 
太阳能充电恒流输出一体机，所述的升压转换电路单元由电感L﹑电解电容C﹑功率MOSFET Q﹑快恢复二极管D1组成，L的第二脚与Q的第二脚以及D的阳极并联，D的阴极与C的正极以及负载的L+端子相连，C的负极与Q的第三脚﹑蓄电池的B-端子以及电流采样单元的输入端连接，Q的第一脚与控制芯片TL494的输出端相连。 
太阳能充电恒流输出一体机，所述的电流采样单元由分流器RT以及差分放大电路组成，RT串联连接在B-于L-之间，差分放大电路的输入并联连接在RT两端，电流采样单元的输出连接至控制芯片TL494的一个输入端口。 
太阳能充电恒流输出一体机，所述的控制单元为ATmega8单片机，包括多个输入输出端口，输入端口分别于太阳能电压采样单元﹑蓄电池电压采样单元﹑负载电压采样单元﹑温度采样单元以及***电源相连接，输出端口分别与PWM充电单元﹑调光控制单元﹑输出控制单元相连接。 
由上述技术方案可知，本实用新型采用PWM的充电方式，在充电效率方面得到很大的提高；采用升压电源转换电流反馈环的输出方式，可以直接恒流驱动高达20颗LED灯珠串联的三到五组并联的LED灯；采用单片机处理太阳能，蓄电池，负载的电压数据，可以更安全的进行过压，反充，过流，短路等保护功能。 
附图说明
图1是本实用新型的电路图。 
具体实施方式
一种太阳能充电恒流输出一体机，包括与太阳能蓄电池板相连的太阳能接线端子﹑与蓄电池相连的蓄电池接线端子以及与负载相连的负载接线端子。太阳能接线端子与PWM充电转换单元（1）的信号输入端、太阳能采样电路（7）的信号输入端相连；PWM充电转换单元输出端与蓄电池接线端子相连，另与控制单元（2）的一路输出端相连；PWM充电单元的输出端与蓄电池相连；蓄电池和负载之间通过一个升压转换电路单元（3）以及电流采样单元(4)连接；蓄电池的另一输出端与控制单元（2）通过蓄电池电压采样单元（9）连接；负载端子L+与控制单元（2）通过负载电压采样单元（10）连接；TL494芯片（6）接受电流采样单元(4)﹑调光电路单元（5）以及输出控制电路单元（8）的输出信号，分别与他们相连，输出控制信号控制升压转换电路单元（3）并与其相连；调光电路单元（5）以及输出控制电路单元（8）分别与控制单元（2）相连，接受其输出的控制信号。如图1所示。 
如图1所示，所述的太阳能接线端子由接线端子S+、S-组成，接线端子S+分别与太阳能采样电路（7）的信号输入端以及PWM充电单元（1）的输入端相连，接线端子S-与PWM充电单元（1）的输入端相连。所述的PWM充电单元（1）输出连接至蓄电池接线端子，并接受控制单元（2）的控制信号。PWM充电单元（1）内部包括两个开关电路，一个用于充电的PWM控制，一个用于防止蓄电池在晚间给太阳能电池板反向充电；在白天充电状态下，防反开关开通，充电开关通过PWM信号调节，控制蓄电池电压不超过蓄电池的过充点。 
如图1所示，蓄电池接线端子由接线端子B+、B-组成，其输入端连接至PWM充电单元（1），输出端连接至升压转换电路单元（3）的输入端，并输出信号至蓄电池电压采样单元（9）。如图1所示，所述的升压转换电路单元（3）由电感L﹑电解电容C﹑功率MOSFET Q﹑快恢复二极管D1组成，L的第二脚与Q的第二脚以及D的阳极并联，D的阴极与C的正极以及负载的L+端子相连，C的负极与Q的第三脚﹑蓄电池的B-端子以及电流采样单元（4）的输入端连接，Q的第一脚与控制芯片TL494的输出端相连。如图1所示，所述的电流采样单元（4）由分流器RT以及差分放大电路组成，RT串联连接在B-于L-之间，差分放大电路的输入并联连接在RT两端，电流采样单元（4）的输出连接至控制芯片TL494的一个输入端口。本部分属于放电部分，由于负载（LED灯珠）的串并方式不一样，其所需要的电压和电流都不一样，一般情况下，LED灯珠都是以增加串联灯珠数目来提升光源的功率，因为并联会增加输出电流，而串联增加的是输出电压，增加电流会增加其损害，因此离网***中的LED驱动源都是以升压为主，通过检测负载电流，然后跟差分放大器组成负反馈电流，TL494会自动调整控制MOSFET的占空比来稳定输出电流以达到恒流之目的。调光的原理是通过调整反馈比较电压值调整输出电流，如需输出一半功率，那么只需要将反馈比较电压值降低一半，即可达成一半功率之目的，反馈电压值由控制单元控制调光电路的分压比例完成。如需关闭输出，只需要将TL494的死区时间调至最大即可。 
如图1所示，所述的控制单元（2）为ATmega8单片机，包括多个输入输出端口，输入端口分别于太阳能电压采样单元（7）﹑蓄电池电压采样单元（9）﹑负载电压采样单元（10）﹑温度采样单元（11）以及***电源相连接，输出端口分别与PWM充电单元（1）﹑调光控制单元（5）﹑输出控制单元（8）相连接。控制单元（2）采样得到的数据可以做出相应的充电输出模式。首先，根据蓄电池电压值调整充电PWM，以控制充电电压，调整输出状态，是否需要过放保护；第二，根据太阳能电压值调整输出模式已经防反充开关状态，即是路灯模式还是户用模式，以及是否要进行防反充保护；第三，根据负载电压判断是否空载，在空载情况下需要关闭输出。 

Claims (7)

1.一种太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：包括与太阳能蓄电池板相连的太阳能接线端子﹑与蓄电池相连的蓄电池接线端子以及与负载相连的负载接线端子；太阳能接线端子与PWM充电转换单元（1）的信号输入端、太阳能采样电路（7）的信号输入端相连；PWM充电转换单元输出端与蓄电池接线端子相连，另与控制单元（2）的一路输出端相连；PWM充电单元的输出端与蓄电池相连；蓄电池和负载之间通过一个升压转换电路单元（3）以及电流采样单元(4)连接；蓄电池的另一输出端与控制单元（2）通过蓄电池电压采样单元（9）连接；负载端子L+与控制单元（2）通过负载电压采样单元（10）连接；TL494芯片（6）接受电流采样单元(4)﹑调光电路单元（5）以及输出控制电路单元（8）的输出信号，分别与他们相连，输出控制信号控制升压转换电路单元（3）并与其相连；调光电路单元（5）以及输出控制电路单元（8）分别与控制单元（2）相连，接受其输出的控制信号。
2.根据权利要求1所述的太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：所述的太阳能接线端子由接线端子S+、S-组成，接线端子S+分别与太阳能采样电路（7）的信号输入端以及PWM充电单元（1）的输入端相连，接线端子S-与PWM充电单元（1）的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：所述的PWM充电单元（1）输出连接至蓄电池接线端子，并接受控制单元（2）的控制信号。
4.根据权利要求1所述的太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：蓄电池接线端子由接线端子B+、B-组成，其输入端连接至PWM充电单元（1），输出端连接至升压转换电路单元（3）的输入端，并输出信号至蓄电池电压采样单元（9）。
5.根据权利要求1所述的太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：所述的升压转换电路单元（3）由电感L﹑电解电容C﹑功率MOSFET Q﹑快恢复二极管D1组成，L的第二脚与Q的第二脚以及D的阳极并联，D的阴极与C的正极以及负载的L+端子相连，C的负极与Q的第三脚﹑蓄电池的B-端子以及电流采样单元（4）的输入端连接，Q的第一脚与控制芯片TL494的输出端相连。
6.根据权利要求1所述的太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：所述的电流采样单元（4）由分流器RT以及差分放大电路组成，RT串联连接在B-于L-之间，差分放大电路的输入并联连接在RT两端，电流采样单元（4）的输出连接至控制芯片TL494的一个输入端口。
7.根据权利要求1所述的太阳能充电恒流输出一体机，其特征在于：所述的控制单元（2）为ATmega8单片机，包括多个输入输出端口，输入端口分别于太阳能电压采样单元（7）﹑蓄电池电压采样单元（9）﹑负载电压采样单元（10）﹑温度采样单元（11）以及***电源相连接，输出端口分别与PWM充电单元（1）﹑调光控制单元（5）﹑输出控制单元（8）相连接。
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