CN213906358U - 一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，包括可调充放电路及与其连接的可调自切换电路，可调充放电路包括可调脉冲主电路、充电电路和放电电路，可调充放电路用于向太阳能蓄电池脉冲充电，且充电速度可调，可调自切换电路用于在太阳能蓄电池冲到设定电压后自动切换至涓流浮充状态，且设定电压可调。本实用新型可在太阳能蓄电池充电至设定电压时自动停止脉冲大电流充电，转换至涓流浮充状态，以保持太阳能蓄电池处于充足电又不过充的状态，且适用于多种容量的太阳能蓄电池的充满及时停止，还可根据充电情况来按需调整充电速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能脉冲充电领域，具体是一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路。
背景技术
太阳能作为一种主要的环保新能源，现在已经广泛应用于各行各业，并且为了追求太阳能发电***的高效与实用性，太阳能发电***通常采用MPPT太阳能控制器，配备逆变器等，使***能够以最大功率输出对太阳能蓄电池充电，太阳能蓄电池又能逆变为交流为外部负载供电，同时搭载有电池管理***，以确保太阳能蓄电池的性能与安全。
而脉冲充电是用脉冲大电流对电池进行快速充电，并使得在充电时，电池能够间断地放电，充电和放电循环进行，且充电时间大于放电时间。在充电时电池中产生的极化电压会阻碍其本身的充电，特别是快充后期，出气率和温升显著提高。而如果为电池提供一条放电通道让其反向放电，则极化将迅速消失，同时电池内温度也因放电而降低。因此，电池充电过程中，适时地暂停充电，并且适当地加入放电脉冲，就可迅速而有效地消除各种极化电压，提高充电速度。
现有技术中存在结合了脉冲充电与MPPT充电的太阳能发电***，如中国专利文件CN209805492U公开的一种双模式充电的太阳能发电***及太阳能发电装置，其能够在高辐照度条件下对太阳能蓄电池进行MPPT快速充电，在低辐照度条件下对太阳能蓄电池进行脉冲快速充电。但脉冲快速充电时，充电电流为常规电流的几十倍，充足电后不及时停止快速充电，将导致电池过充，降低电池使用安全性和寿命。但现有太阳能发电***中脉冲充电电路的充满停止通常只适用于单一容量的太阳能蓄电池，不能对多种容量的太阳能蓄电池进行针对性地充满停止的调整。此外，现有太阳能发电***中脉冲充电电路的充电速度通常是设定为固定的，不能按实际充电情况进行调整。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，其在太阳能蓄电池冲到设定电压后可以自动切换至涓流浮充状态，且充电速度和设定电压均可按需调整。
本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，包括可调充放电路及与其连接的可调自切换电路，可调充放电路包括可调脉冲主电路、充电电路和放电电路，可调充放电路用于向太阳能蓄电池脉冲充电，且充电速度可调，可调自切换电路用于在太阳能蓄电池冲到设定电压后自动切换至涓流浮充状态，且设定电压可调。
优选地，所述可调脉冲主电路包括时基芯片A1，变压器T1，整流二极管VD1至VD4，稳压二极管VD5，电位器RP1，电阻R1，电容C1；充电电路包括电阻R3、R6和R8，电容C3，发光二极管VD7，三极管VT2和VT4；放电电路包括电阻R4、R7和R9，电容C2，发光二极管VD8，三极管VT3和VT5；变压器T1初级接供电电源，变压器T1次级接整流二极管VD1至VD4构成的整流桥后接电容C3正极后作供电端，接电位器RP1滑动端和一固定端、时基芯片A1引脚8、发光二极管VD7正极、三极管VT3发射极、和电阻R8一端，电容C3负极接地；电位器RP1另一固定端接电阻R1一端后接时基芯片A1引脚7，电阻R1另一端接电容C1正极后接时基芯片A1引脚2和引脚6，电容C1负极接稳压管VD5正极后接地，稳压管VD5负极接时基芯片A1引脚5；时基芯片A1引脚3接电容C2负极后接电阻R3一端，电阻R3另一端接三极管VT2基级，三极管VT2发射极接地，三极管VT2集电极接电阻R6一端后接三极管VT4基级，电阻R6另一端接发光二极管VD7负极，三极管VT4发射极接电阻R8另一端，三极管VT4集电极接三极管VT5集电极后接太阳能蓄电池正极；电容C2正极接电阻R4后接三极管VT3基级，三极管VT3集电极接电阻R7一端和反光二极管VD8正极后接三极管VT5基级，三极管VT5发射极接电阻R9后接地，电阻R7另一端和反光二极管VD8负极均接地。
优选地，所述可调自切换电路包括电阻R2、R5、R10至R12，电位器RP2，发光二极管VD6，三极管VT1和VT6；电位器RP2一固定端接太阳能蓄电池正极，电位器RP2另一固定端接地，电位器RP2滑动端接电阻R5后接三极管VT1基级和VT6基级，三极管VT1发射极接地，三极管VT1集电极接电阻R2一端后接可调脉冲主电路时基芯片A1引脚4，电阻R2另一端接发光二极管VD6负极，发光二极管VD6正极接可调脉冲主电路供电端；三极管VT6集电极接可调脉冲主电路供电端，三极管VT6发射极依次接电阻R10至R12后接太阳能蓄电池正极。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过可调自切换电路，可在太阳能蓄电池充电至设定电压时自动停止脉冲大电流充电，转换至涓流浮充状态，以保持太阳能蓄电池处于充足电又不过充的状态。此外通过设置电位器RP1和RP2，使得设定电压可调以适用于多种容量的太阳能蓄电池的充满及时停止，且可根据充电情况来按需调整充电速度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。
图1为本实用新型一个具体实施例的电路图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，包括可调充放电路及与其连接的可调自切换电路，可调充放电路包括可调脉冲主电路、充电电路和放电电路，可调充放电路用于向太阳能蓄电池脉冲充电，且充电速度可调，可调自切换电路用于在太阳能蓄电池冲到设定电压后自动切换至涓流浮充状态，且设定电压可调。
具体地，可调脉冲主电路包括时基芯片A1，变压器T1，整流二极管VD1至VD4，稳压二极管VD5，电位器RP1，电阻R1，电容C1；充电电路包括电阻R3、R6和R8，电容C3，发光二极管VD7，三极管VT2和VT4；放电电路包括电阻R4、R7和R9，电容C2，发光二极管VD8，三极管VT3和VT5；变压器T1初级接供电电源，变压器T1次级接整流二极管VD1至VD4构成的整流桥后接电容C3正极后作供电端，接电位器RP1滑动端和一固定端、时基芯片A1引脚8、发光二极管VD7正极、三极管VT3发射极、和电阻R8一端，电容C3负极接地；电位器RP1另一固定端接电阻R1一端后接时基芯片A1引脚7，电阻R1另一端接电容C1正极后接时基芯片A1引脚2和引脚6，电容C1负极接稳压管VD5正极后接地，稳压管VD5负极接时基芯片A1引脚5；时基芯片A1引脚3接电容C2负极后接电阻R3一端，电阻R3另一端接三极管VT2基级，三极管VT2发射极接地，三极管VT2集电极接电阻R6一端后接三极管VT4基级，电阻R6另一端接发光二极管VD7负极，三极管VT4发射极接电阻R8另一端，三极管VT4集电极接三极管VT5集电极后接太阳能蓄电池正极；电容C2正极接电阻R4后接三极管VT3基级，三极管VT3集电极接电阻R7一端和反光二极管VD8正极后接三极管VT5基级，三极管VT5发射极接电阻R9后接地，电阻R7另一端和反光二极管VD8负极均接地。
电路原理如下：供电电源经变压器T1降压，经整流二极管VD1至VD4组成的整流桥整流，再经C3滤波后，在C3两端得到直流电压，供太阳能蓄电池充电和电路其他器件使用。接通供电电源后，直流电压经RP1、R1向电容C1充电，由于电容C1两端电压不能突变，所以A1的引脚2为低电位，此时A1的引脚3输出的脉冲为高电位。高电平电压经R3加到三极管VT2基极，VT2饱和导通，使其集电极为低电位，从而使三极管VT4基极为低电位，VT4也饱和导通，供电端直流电压通过R8、VT4向电池充电。由于三极管VT2导通，发光二极管VD7也正向导通，VD7点亮发黄光，指示电路正处于充电状态。
随着C1充电的进行，C1两端的电压升高，A1的引脚2电压也在升高，当电压大于A1的引脚5基准电压时，A1的内电路翻转，电容C1上的电能经R1、A1的引脚7、A1的内电路放电，此时A1的引脚3输出的脉冲为低电位，使得VT3导通，此时供电端直流电压经VT3、R4、C2、A1的引脚3、A1内电路、A1的引脚1、地对电容C2充电。三极管VT3饱和导通，其集电极电压升高，使得三极管VT5基极电压升高，VT5饱和导通，太阳能蓄电池上的电压经VT5、R9、地进行放电。此时因为三极管VT3导通，发光二极管VD8得到正向偏置而导通发光，指示充电器正在对电池放电。随着C2充电的进行，C2两端电压在逐渐升高，直至使VT3截止，VD8熄灭，三极管VT5随之截止，从而停止了对太阳能蓄电池放电。
太阳能蓄电池充电时间（即C1的充电时间）由RP1与R1串联后的总阻值和C1的容量决定，太阳能蓄电池放电时间（即C1的放电时间）主要由C1与R1的参数决定，充电时间比放电时间要长。太阳能蓄电池在大电流的充电下，再进行短时间的放电，循环往复，完成脉冲充电。调整RP1可调整C1的充电时间，即调整太阳能蓄电池充电时间，而由于C2的放电时间并不改变，即太阳能蓄电池的放电时间没有改变，从而调整太阳能蓄电池的充电速度。
具体地，可调自切换电路包括电阻R2、R5、R10至R12，电位器RP2，发光二极管VD6，三极管VT1和VT6；电位器RP2一固定端接太阳能蓄电池正极，电位器RP2另一固定端接地，电位器RP2滑动端接电阻R5后接三极管VT1基级和VT6基级，三极管VT1发射极接地，三极管VT1集电极接电阻R2一端后接可调脉冲主电路时基芯片A1引脚4，电阻R2另一端接发光二极管VD6负极，发光二极管VD6正极接可调脉冲主电路供电端；三极管VT6集电极接可调脉冲主电路供电端，三极管VT6发射极依次接电阻R10至R12后接太阳能蓄电池正极。
电路原理如下：随着太阳能蓄电池充电的进行，太阳能蓄电池两端电压逐渐升高，经RP2分压后，使得三极管VT1和VT6基极电压也升高。当太阳能蓄电池的充电电压达到设定电压时，分压至VT1和VT6的电压也使三极管VT1和VT6饱和导通，VT1导通使得A1的引脚4接地，A1复位，停止振荡，无脉冲输出，从而停止对太阳能蓄电池的大电流脉冲充电。由于三极管VT1饱和导通，VD6发光，指示大电流脉冲充电结束，同时VT6导通使得供电端直流电压经电阻R10至R12限流后对太阳能蓄电池继续进行涓流浮充。通过调整RP2，可使不同容量的太阳能蓄电池充至其对应的设定电压时，RP2的分压正好能让三极管VT1饱和导通，让A1复位并停止振荡结束脉冲大电流充电。
本实用新型通过可调自切换电路，可在太阳能蓄电池充电至设定电压时自动停止脉冲大电流充电，转换至涓流浮充状态，以保持太阳能蓄电池处于充足电又不过充的状态。此外通过设置电位器RP1和RP2，使得设定电压可调以适用于多种容量的太阳能蓄电池的充满及时停止，且可根据充电情况来按需调整充电速度。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，其特征在于：包括可调充放电路及与其连接的可调自切换电路，可调充放电路包括可调脉冲主电路、充电电路和放电电路，可调充放电路用于向太阳能蓄电池脉冲充电，且充电速度可调，可调自切换电路用于在太阳能蓄电池冲到设定电压后自动切换至涓流浮充状态，且设定电压可调。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，其特征在于：所述可调脉冲主电路包括时基芯片A1，变压器T1，整流二极管VD1至VD4，稳压二极管VD5，电位器RP1，电阻R1，电容C1；充电电路包括电阻R3、R6和R8，电容C3，发光二极管VD7，三极管VT2和VT4；放电电路包括电阻R4、R7和R9，电容C2，发光二极管VD8，三极管VT3和VT5；变压器T1初级接供电电源，变压器T1次级接整流二极管VD1至VD4构成的整流桥后接电容C3正极后作供电端，接电位器RP1滑动端和一固定端、时基芯片A1引脚8、发光二极管VD7正极、三极管VT3发射极、和电阻R8一端，电容C3负极接地；电位器RP1另一固定端接电阻R1一端后接时基芯片A1引脚7，电阻R1另一端接电容C1正极后接时基芯片A1引脚2和引脚6，电容C1负极接稳压管VD5正极后接地，稳压管VD5负极接时基芯片A1引脚5；时基芯片A1引脚3接电容C2负极后接电阻R3一端，电阻R3另一端接三极管VT2基级，三极管VT2发射极接地，三极管VT2集电极接电阻R6一端后接三极管VT4基级，电阻R6另一端接发光二极管VD7负极，三极管VT4发射极接电阻R8另一端，三极管VT4集电极接三极管VT5集电极后接太阳能蓄电池正极；电容C2正极接电阻R4后接三极管VT3基级，三极管VT3集电极接电阻R7一端和反光二极管VD8正极后接三极管VT5基级，三极管VT5发射极接电阻R9后接地，电阻R7另一端和反光二极管VD8负极均接地。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能蓄电池的脉冲充电电路，其特征在于：所述可调自切换电路包括电阻R2、R5、R10至R12，电位器RP2，发光二极管VD6，三极管VT1和VT6；电位器RP2一固定端接太阳能蓄电池正极，电位器RP2另一固定端接地，电位器RP2滑动端接电阻R5后接三极管VT1基级和VT6基级，三极管VT1发射极接地，三极管VT1集电极接电阻R2一端后接可调脉冲主电路时基芯片A1引脚4，电阻R2另一端接发光二极管VD6负极，发光二极管VD6正极接可调脉冲主电路供电端；三极管VT6集电极接可调脉冲主电路供电端，三极管VT6发射极依次接电阻R10至R12后接太阳能蓄电池正极。
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