CN204068336U - 一种充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能源蓄电装置技术领域，尤其涉及一种太阳能充电装置用的充电电路。所述太阳能光电板的正极连接蓄电池的正极，所述太阳能光电板的负极通过一控制模块连接所述蓄电池的负极；所述控制模块包括第一开关电路、第二开关电路、第一控制单元、第二控制单元、检测单元，所述第一开关电路控制端连接所述第一控制单元，所述第二开关电路的控制端连接所述第二控制单元，所述检测单元连接于所述第一开关电路的输出端。通过在电路回路中连接有第二开关电路，可以有效避免发生倒灌现象，同时一旦发生太阳能光电板的正极、负极连接错误，第二开关电路断开，避免发生短路现象。

Description

一种充电电路

技术领域

本实用新型涉及一种能源蓄电装置技术领域，尤其涉及一种太阳能充电装置用的充电电路。

背景技术

太阳能充电是将太阳能转换为电能以后存储在蓄电池的技术，蓄电池可以为任何形式的蓄电装置，太阳能充电装置一般由太阳能光电板，蓄电池，控制单元三个部分组成。在阳光下，太阳能充电装置将光能转换为电能并通过控制单元储存至蓄电池内，再通过相匹配的转换电路，将蓄电池内的电量传输至相应的需要充电的装置内部，从而实现能源高效利用。

如图1所示，目前常用的太阳能充电装置内部电路结构，包括蓄电池，蓄电池的负极连接MCU(Micro Control Unit，中文名称为微控制单元)，蓄电池的正极连接太阳能光电板的正极，通过外加一开关提高充电效率，开关电路由一场效应管反向并联一二极管形成，开关电路连接于蓄电池与太阳能光电板之间，同时开关电路的控制端连接MCU输出端，开关电路受控于MCU。太阳能光电板存在有电压时，MCU向开关电路发送控制命令，开关电路接通，太阳能光电板向蓄电池充电，直到充电完成或太阳能光电板不存在电量为止。但是此种电路存在有不足之处，当太阳能光电板的电压低于蓄电池电压，蓄电池的电压会通过太阳板的内阻和开关电路的二极管放电，这样会造成白天充电晚上放电，出现倒灌现象，蓄电池内的电量很难充满。同时，如果在太阳能光电板的正负极接反的情况下，容易出现太阳能光电板正极经过开关电路的二极管与蓄电池形成短路，容易导致太阳能光电板损坏、同时大大缩短蓄电池的寿命。

如图2所示，提供了一种防止短路的充电电路，在太阳能光电板的正极与蓄电池的正极之间正向串联连接一二极管，在太阳能光电板正、负极接反的情况下，该二极管可以有效防止太阳能光电板正极经过开关电路的内部二极管与蓄电池形成短路。但是该二极管串联于电路中，二极管两端承受的压降较大，故在该二极管上消耗的功率较大，使得整个电路的充电效率大大降低，同时大大消耗的功率转化为热量，使得整个电路的温度上升过大，对电路的元器件有较大的损害。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种充电效率好、元器件使用寿命长的太阳能充电电路。

一种充电电路，应用于太阳能充电装置，包括太阳能光电板，

所述太阳能光电板的正极连接蓄电池的正极，所述太阳能光电板的负极通过一控制模块连接所述蓄电池的负极；

所述控制模块包括第一开关电路、第二开关电路、第一控制单元、第二控制单元、检测单元，所述第一开关电路控制端连接所述第一控制单元，所述第二开关电路的控制端连接所述第二控制单元，所述检测单元连接于所述第一开关电路的输出端。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一控制单元为PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)控制器。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一控制单元为MPPT(Maximum Power Point Tracking最大功率点跟踪)控制器。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述检测单元由一MCU形成。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一开关电路主要由第一场效应管和第一稳压二极管形成，所述第一稳压二极管反向并联于所述第一场效应管的漏极与源极之间，所述第一场效应管的栅极连接所述第一控制单元。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一场效应管为低压降场效应管。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一场效应管的导通电阻为0.004Ω。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第一开关电路包括第一输入端和第一输出端，所述第二开关电路包括第二输入端和第二输出端，所述第一输出端T字型分别连接所述第二输入端和所述检测单元。

作为进一步优选实施方案，本实用新型中所述第二开关电路主要由第二场效应管和第二稳压二极管形成，所述第二稳压二极管反向并联于所述第二场效应管的漏极与源极之间，所述第二场效应管的栅极连接所述第二控制单元。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)通过连接有第二开关电路，可以有效避免发生倒灌现象，同时一旦发生太阳能光电板的正极、负极连接错误，第二开关电路断开，避免发生短路现象。

2)第一场效应管为低压降场效应管。采用低压降场效应管，使得第一场效应管在导通时的损耗降低，可提高蓄电池的充电效率。

附图说明

图1为现有技术中一种拓扑电路结构示意图；

图2为现有技术中一种拓扑电路结构示意图；

图3为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

如图3所示，一种充电电路，应用于太阳能充电装置，包括太阳能光电板，太阳能光电板的正极连接蓄电池的正极，太阳能光电板的负极通过一控制模块连接蓄电池的负极；控制模块包括第一开关电路M1、第二开关电路M2、第一控制单元、第二控制单元、检测单元，第一开关电路M1控制端连接第一控制单元，第二开关电路M2的控制端连接第二控制单元，检测单元连接于第一开关电路M1的输出端。

本实用新型的工作原理为：检测单元用于检测太阳能光电板是否存在有可匹配蓄电池充电的电压，当检测单元检测的太阳能光电板的电压为蓄电池可匹配充电的电压时，第二控制单元向第二开关电路M2发出控制命令，第二开关电路M2导通，同时第一控制单元产生控制信号，控制信号控制第一开关电路M1的开启和关断，当第一开关电路M1导通时，太阳能光电板对蓄电池充电；当检测单元检测的太阳能光电板的电压为蓄电池不可匹配充电的电压时，第二控制单元向第二开关电路M2发出关断的控制信号，第二开关电路M2关断，蓄电池则无法向太阳能光电板充电，本技术方案可以有效防止发生倒灌现象。

当太阳能光电板的正极、负极连接错误时，第二控制单元的检测电路无法获得太阳能光电板上的电压，则第二开关电路M2无法导通，有效避免在太阳能光电板与蓄电池之间发生短路现象。

上述检测单元、第一控制单元、第二控制单元均为硬件器件，均可通过开关管实现，检测单元为一电压检测器件，检测单元可以通过一个开关管实现电压检测功能，开关管的栅极连接检测点，当被检测点上存在有电压时，栅极出现电压，开关管导通，开关管实现其检测电压的功能，同理第一控制单元与第二控制单元也可采用此种连接方式实现其控制功能。

作为进一步优选实施例，第一控制单元为PWM控制器，PWM控制器输出PWM控制信号，PWM控制信号控制第一开关电路M1的导通与关断。当第一开关电路M1导通时，太阳能光电板向蓄电池充电。PWM控制器为一器件，PWM控制器是本领域人员公知的，因此本技术方案中，对PWM控制器的选型不做限制。

作为进一步优选实施例，第一控制单元为MPPT控制器。MPPT控制器控制第一开关电路M1的导通与关断。MPPT控制器能够实时侦测太阳能光电板的发电电压，并追踪最高电压电流值，以最大功率输出对蓄电池充电。提高蓄电池充电效率。MPPT控制器是本领域人员公知的，因此本技术方案中，对MPPT控制器的选型不做限制。

作为进一步优选实施例，第一控制单元、第二控制单元、检测单元由一MCU形成。

作为进一步优选实施例，第一开关电路M1主要由第一场效应管和第一稳压二极管形成，第一稳压二极管反向并联于第一场效应管的漏极与源极之间，第一场效应管的栅极连接第一控制单元的第一输出端。在第一场效应管两端反向并联第一稳压二极管，第一稳压二极管能够限制第一场效应管两端的压降，防止第一场效应管两端压降过大，对第一场效应管造成损害，同时降低第一场效应管所产生的功耗，提高充电效率。

作为进一步优选实施方案，第一场效应管M1为低压降场效应管。采用低压降场效应管，使得第一场效应管M1在导通时的损耗降低，可提高蓄电池的充电效率。

作为进一步优选实施方案，第一场效应管M1的导通电阻为0.004Ω。在太阳能光电板对蓄电池充电过程中，电路的电流为10A，则第一场效应管M1消耗的功率仅为0.4W。第一场效应管的功耗较低。

作为进一步优选实施方案，第一开关电路M1包括第一输入端和第一输出端，第二开关电路M2包括第二输入端和第二输出端，第一输出端T字型分别连接第二输入端和检测单元。

作为进一步优选实施方案，第二开关电路M2主要由第二场效应管和第二稳压二极管形成，第二稳压二极管反向并联于第二场效应管的漏极与源极之间，第二场效应管的栅极连接第二控制单元的第二输出端。第二场效应管两端反向并联第二稳压二极管，用于防止第二场效应管两端压降较大，对第二场效应管造成损坏。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种充电电路，应用于太阳能充电装置，其特征在于：包括太阳能光电板，

所述太阳能光电板的正极连接蓄电池的正极，所述太阳能光电板的负极通过一控制模块连接所述蓄电池的负极；

所述控制模块包括第一开关电路、第二开关电路、第一控制单元、第二控制单元、检测单元，所述第一开关电路控制端连接所述第一控制单元，所述第二开关电路的控制端连接所述第二控制单元，所述检测单元连接于所述第一开关电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一控制单元为PWM控制器。

3.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一控制单元为MPPT控制器。

4.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一控制单元、所述第二控制单元、所述检测单元由一MCU形成。

5.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一开关电路主要由第一场效应管和第一稳压二极管形成，所述第一稳压二极管反向并联于所述第一场效应管的漏极与源极之间，所述第一场效应管的栅极连接所述第一控制单元。

6.根据权利要求5所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一场效应管为低压降场效应管。

7.根据权利要求5所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一场效应管的导通电阻为0.004Ω。

8.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一输入端和第一输出端，所述第二开关电路包括第二输入端和第二输出端，所述第一输出端T字型分别连接所述第二输入端和所述检测单元。

9.根据权利要求1所述的一种充电电路，其特征在于，所述第二开关电路主要由第二场效应管和第二稳压二极管形成，所述第二稳压二极管反向并联于所述第二场效应管的漏极与源极之间，所述第二场效应管的栅极连接所述第二控制单元。