專利名稱：一種太陽能充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及利用太陽能充電的技術(shù)。
技術(shù)背景
太陽能作為自然界中的天然綠色能源，有著獲取方便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于太陽能對天氣的特殊要求，目前的太陽能能源系統(tǒng)大多有著相對不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，不能保證隨時供電，這樣，太陽能充電系統(tǒng)的電路保護(hù)問題就日益突出。
對此，市場上的商家提供了一些解決方案部分解決了以上問題，但是，由于太陽能轉(zhuǎn)化過程中諸如過載，過溫供電問題對電路提出了新的要求，這使得太陽能充電電路的設(shè)計中需要添加保護(hù)電路，同時，如何做到保證太陽能充電系統(tǒng)不受天氣影響而持續(xù)輸出電能也影響著太陽能充電系統(tǒng)的使用效率。
因此，提供一種可有效轉(zhuǎn)化太陽能并存儲為電能，同時能對充電設(shè)備起有效保護(hù)作用的太陽能充電系統(tǒng)就顯得尤為重要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，用電操作安全的太陽能充電系統(tǒng)，當(dāng)太陽能輸入剩余時，剩余電能給電瓶箱充電儲存；當(dāng)太陽能供應(yīng)不上使用輸出時，電瓶箱余電與太陽能同時供給逆變器；太陽能沒有時，電瓶直接供給。
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種太陽能充電系統(tǒng)，包括太陽能電池板和電瓶箱，其中，一控制箱，包括一充電器，其輸入端連接所述太陽能電池板，輸出端連接所述電瓶箱充電接口，所述充電器包括充電電路以及充電保護(hù)電路，所述充電保護(hù)電路用于在所述充電電路上加載的電壓達(dá)到一標(biāo)準(zhǔn)值后，斷開該充電電路；一逆變器，其輸入端連接所述電瓶箱的輸出端，所述逆變器包括一變壓器、一整流電路連接以及一逆變電路；第一脈沖寬度調(diào)制控制器，用于控制所述變壓器的初級線圈的輸入電壓； 過溫保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于在所述控制箱內(nèi)溫度達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
上述的太陽能充電系統(tǒng)，其中，一第二脈沖寬度調(diào)制控制器，連接所述逆變電路， 所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器用于控制逆變器的輸出交流電壓的穩(wěn)壓。
上述的太陽能充電系統(tǒng)，其中，所述控制箱中還包括欠壓保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于在所述輸入電壓降到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
上述的太陽能充電系統(tǒng)，其中，所述控制箱還包括3過壓保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于在所述輸入電壓達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
上述的太陽能充電系統(tǒng)，其中，所述控制箱還包括過載保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于當(dāng)負(fù)載過大時，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
上述的太陽能充電系統(tǒng)，其中，所述控制箱還包括短路保護(hù)電路，其與所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于當(dāng)負(fù)載過大時，向所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述逆變輸出。
上述的太陽能充電系統(tǒng)，其中，所述太陽能電板為單晶硅太陽能電池板或多晶硅太陽能電池板。
本發(fā)明通過將充電器和逆變器安裝在控制箱內(nèi)，并設(shè)置保護(hù)電路來提高產(chǎn)品安全性能，在使用本發(fā)明產(chǎn)品時，使用人性化，太陽能輸出效率較高。


通過閱讀參照如下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的工作原理方框示意圖； 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的充電器電路示意圖； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的逆變器電路示意圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的前級穩(wěn)壓保護(hù)電路示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的過溫保護(hù)電路示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的過壓、過載保護(hù)的電路示意圖；以及圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的短路保護(hù)原理方框示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
來對本發(fā)明的太陽能充電設(shè)備作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的工作原理方框示意圖。具體地，在本實(shí)施例中，所述太陽能充電系統(tǒng)包括太陽能電池板1，控制箱2，電瓶箱3， 控制箱2中包括充電器201，逆變器202，逆變器保護(hù)控制裝置203。本發(fā)明系統(tǒng)將充電器和逆變器作為一體設(shè)置在控制箱內(nèi)，從而使系統(tǒng)簡便美觀。
其中，充電器201的輸入端與所述的太陽能電池板1相連接、充電器201的輸出端與電瓶箱3的輸入端相連接，電瓶箱3輸出端與逆變器4的直流電流輸入端相連接。
本實(shí)施例的太陽能充電設(shè)備的工作原理如下首先，太陽能電池板1接收外界光照后經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生直流電壓電流，直流電壓電流經(jīng)逆變器202轉(zhuǎn)化為交流電輸出；當(dāng)太陽能輸入剩余時，剩余電能給電瓶箱2充電儲存，具體地，所述直流電壓電流經(jīng)過充電器 201后被轉(zhuǎn)換成為充電電流電壓給所述的電瓶箱3充電；當(dāng)太陽能供應(yīng)不上使用輸出時，電瓶箱3余電與太陽能同時供給逆變器202 ；缺少太陽能時，電瓶直接供給，電瓶箱3將存儲的電能提供給逆變器202進(jìn)行直流轉(zhuǎn)交流的變換。最終將太陽光能轉(zhuǎn)化成民用的交流電輸出給用戶使用，用戶只要將負(fù)載連接到本太陽能充電設(shè)備的逆變器202的輸出端即可為負(fù)載供電。此外，本太陽能充電設(shè)備的逆變器保護(hù)控制裝置203還可以對充電系統(tǒng)充電時欠壓、過放、過溫等實(shí)行全自動控制。本實(shí)施例的太陽能充電設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，安裝操作簡單， 方便移動，適用于很多環(huán)境中工作。
在一個優(yōu)選例中，太陽能電池板1為單晶硅太陽能電池板。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解， 所述太陽能充電系統(tǒng)也可采用多個太陽能電池板，所述變化并不影響本實(shí)施例的實(shí)施，在此不予贅述。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的充電器電路示意圖。參考圖1所示的實(shí)施例，在本實(shí)施例中，所述充電器輸入端連接所述太陽能電池板，其輸出端連接所述電瓶箱充電接口；其中，所述充電器由充電保護(hù)電路2001和充電電路2002 組成，充電保護(hù)電路2001用于在所述充電電路上加載的電壓達(dá)到一標(biāo)準(zhǔn)值后，斷開該充電電路。具體地，在本實(shí)施例中，太陽能電池板輸出電壓為15V，電瓶箱輸出電壓為12V，參考圖2，太陽能輸入端S0LAR+15V加入時，電阻R5和R6分壓檢測判定太陽能是否加入充電器中，使三極管N2導(dǎo)通下拉對地，此時電阻R3和R4有效對地分取電瓶電壓，BATTERY+12V作為電壓比較器IClA第6腳比較器反向比較電壓，當(dāng)電壓比較器IClA第6腳低于第5腳連接的基準(zhǔn)電壓2. 5V時，第7腳輸出高電位推動三極管m，繼電器J吸合，繼電器J常閉觸點(diǎn) Jb連接一紅燈，同時太陽能電通過繼電器吸合加入二極管Dl和D2正向?qū)﹄娖?圖2中未示出)充電且紅燈R亮；當(dāng)電瓶箱充滿電能時，電瓶電壓加載在電壓比較器IClA第6腳將高于第5腳基準(zhǔn)電壓2. 5V，第7腳輸出低電位推動三極管Ni，繼電器J不吸合，所述繼電器J 常開觸點(diǎn)Jk連接一綠燈，此時紅燈R不亮綠燈G亮。
進(jìn)一步地，圖2還示出了電瓶箱的過放保護(hù)電路，其中，電阻R2和R1，二極管D4， 電容C2，電阻R3和R4與電壓比較器IClA的5、6和7腳組成一個電壓落差，利用電壓比較器IClA的7腳輸出低電位時，電壓比較器IClA的7腳內(nèi)部對地，形成落差，給電瓶一個充滿和恢復(fù)充電間隔過程。通過用二極管正向充電作為有效隔離，可防止在靜態(tài)時電瓶電壓倒流。這樣在R3與R4上就杜絕了在沒有太陽能電輸入時會對電瓶放電的可能，從而達(dá)到零損耗，不會在長期沒有太陽能時對電瓶放電的可能。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的逆變器電路示意圖。參考圖1所示的實(shí)施例，在本實(shí)施例中，所述逆變器輸入端連接所述太陽能電池板和電瓶箱的電壓輸出端，其輸出端連接所述太陽能充電系統(tǒng)的交流電壓輸出端；其中，所述逆變器由變壓器，整流電路和逆變電路組成，所述變壓器和所述逆變電路之間連接所述整流電路，逆變電路的輸出端作為逆變器輸出端。
電瓶電壓DC12V通過保險絲加入到變壓器Tl的初級輸入6. 7腳，由第一脈沖寬度調(diào)制控制器301控制控制開關(guān)三極管P3和三極管P4來分別推動場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管 Q2的柵極，場效應(yīng)管與變壓器Tl的高頻兩初級相連，形成一個推挽式驅(qū)動，場效應(yīng)管高頻對地形成震蕩。變壓器后級輸出高頻交流高電壓，經(jīng)二極管D3、D4、D5和D6橋式整流得出一個直流高壓HV。二極管D22、D23、DM和D25也整流輸出一個直流電壓VCC作為后級供電電源。所述直流高壓HV加入到場效應(yīng)管Ml、M4的漏極，通過第二脈沖寬度調(diào)制控制器302 控制場效應(yīng)管M2、M1、M3和M4的導(dǎo)通與截止，這樣形成一個全橋輸出修正正弦波形。
以下結(jié)合圖3說明本發(fā)明的逆變原理，直流電通過前級場效應(yīng)管放大電壓，經(jīng)變壓器升壓后，由快速恢復(fù)二極管整流，最后通過場效應(yīng)管Ml、M2、M3和M4開關(guān)控制輸出交流。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的前級穩(wěn)壓保護(hù)電路示意圖。參考圖3所示的實(shí)施例，在本實(shí)施例中，所述前級穩(wěn)壓保護(hù)電路通過所述后級高壓HV的高低來控制前級輸入的大小來補(bǔ)償后級的需求。直流高壓HV經(jīng)電阻R2、R9分壓來控制開關(guān)三極管m的導(dǎo)通與截止來實(shí)現(xiàn)控制光電耦和器01的發(fā)光程度，從光耦的另一端取的光照程度不一樣，導(dǎo)通程度也就得到受控制，輸出電壓G2腳加入到電壓比較器IC3 的12、13和14腳進(jìn)行比較輸出，再連接所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器301進(jìn)行脈寬調(diào)整控制，即控制所述場效應(yīng)管Ql和Q2 (參考圖3)的導(dǎo)通程度，也就控制了變壓器后級輸出的高壓，形成一個反饋電路。
進(jìn)一步地，所述太陽能充電系統(tǒng)的還包括后級穩(wěn)壓保護(hù)電路，所述后級穩(wěn)壓保護(hù)電路主要通過所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器302對逆變器2的控制來實(shí)現(xiàn)。具體地，參考圖3，電阻R49、R64采取輸出電壓經(jīng)過穩(wěn)壓管Ti穩(wěn)壓擊穿后由電阻R48和R62分壓，連接第二脈沖寬度調(diào)制控制器302，所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器302控制驅(qū)動輸出來實(shí)現(xiàn)后級輸出交流電壓的穩(wěn)壓功能。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的過溫保護(hù)電路示意圖。所述過溫保護(hù)電路連接第一脈沖寬度調(diào)制控制器301，在所述控制箱2內(nèi)溫度達(dá)到一預(yù)定值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器301發(fā)送信號。具體地，當(dāng)內(nèi)部溫度過高時，在電阻TCl上呈現(xiàn)的阻值就會增大，當(dāng)增大到設(shè)定值時三極管P2就導(dǎo)通，把電壓比較器IC34 上第6腳電位拉低，7腳輸出高電位經(jīng)D9連接第一脈沖寬度調(diào)制控制器301，這樣，所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓，達(dá)到過溫關(guān)斷的目的；同時也把比較器IC33上第2腳電位也拉低，第1腳輸出高電位加到三極管N2導(dǎo)通， 蜂鳴器B3 —端接電源一端對地報警，實(shí)現(xiàn)過溫報警功能。
進(jìn)一步地，所述太陽能充電系統(tǒng)的還包括欠壓保護(hù)電路，參考圖5，12V輸入電壓端連接電阻R4、R22和R19組成的分壓電路，電阻R22和電阻R19之間連接比較器IC3第2 腳，當(dāng)電壓下降到設(shè)定值時，比較器IC33的第3腳高于第2腳時，1腳輸出高電位導(dǎo)通N2三極管，蜂鳴器B3欠壓報警；而當(dāng)電壓繼續(xù)下降到比較器IC3的5腳高于6腳時，7腳輸出高電位，再經(jīng)D9連接第一脈沖寬度調(diào)制控制器301，關(guān)斷脈寬腳，達(dá)到欠壓關(guān)斷的功能。從上說明在欠壓關(guān)斷之前會先有欠壓報警功能。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的過壓、過載保護(hù)電路示意圖。具體地，所述過壓、過載保護(hù)電路中包括一電壓比較器IC12，所述電壓比較器 IC12的第3腳連接第一脈沖寬度調(diào)制控制器301，其中，對于過壓保護(hù)電路，其用于在所述輸入電壓達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號來關(guān)斷所述變壓器的初級線圈的輸入電壓。在圖6所示的保護(hù)電路的實(shí)施例中，當(dāng)輸入電壓Vn達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，經(jīng)過電壓比較器IC12比較輸入電壓Vn與預(yù)定電壓值Vl后，所述電壓比較器IC12輸出一個高電位，關(guān)斷第一脈沖寬度調(diào)制控制器301，實(shí)現(xiàn)過壓關(guān)斷功能。
類似地，對于過載保護(hù)電路，過載是由于超過設(shè)定負(fù)載，帶的負(fù)載越大，在負(fù)載電壓端電壓壓降就越大，負(fù)載電壓(V負(fù)載)端經(jīng)電阻R35加入IC12的第2腳，當(dāng)負(fù)載電壓達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，經(jīng)過電壓比較器IC12比較輸入電壓與預(yù)定電壓值Vl后，所述電壓比較器IC12 輸出一個高電位，關(guān)斷第一脈沖寬度調(diào)制控制器301，這樣，就實(shí)現(xiàn)了當(dāng)負(fù)載過大時，所述過載保護(hù)電路箱所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號來關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓，從而實(shí)現(xiàn)過壓關(guān)斷功能。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的，一種太陽能充電系統(tǒng)的短路保護(hù)原理方框示意圖。所述短路保護(hù)電路701與所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器203連接，所述所述短路保護(hù)電路701連接負(fù)載電壓端(圖中未示出)，當(dāng)負(fù)載過大時，所述短路保護(hù)電路701向所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器203發(fā)送信號，關(guān)斷所述逆變器的逆變輸出端。
在一個實(shí)施例中，所述逆變器203的次級輸出端利用康銅絲為取樣線，當(dāng)負(fù)載過大在取樣線上取樣值大于設(shè)定值，所述短路保護(hù)電路701中包括一比較放大器，通過所述比較放大器輸出高電位關(guān)斷所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器203。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。
以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種太陽能充電系統(tǒng)，包括太陽能電池板和電瓶箱，其特征在于，一控制箱，包括 一充電器，其輸入端連接所述太陽能電池板，輸出端連接所述電瓶箱充電接口，所述充電器包括充電電路以及充電保護(hù)電路，所述充電保護(hù)電路用于在所述充電電路上加載的電壓達(dá)到一標(biāo)準(zhǔn)值后，斷開該充電電路；一逆變器，其輸入端連接所述電瓶箱的輸出端，所述逆變器包括一變壓器、一整流電路連接以及一逆變電路；第一脈沖寬度調(diào)制控制器，用于控制所述變壓器的初級線圈的輸入電壓； 過溫保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于在所述控制箱內(nèi)溫度達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電系統(tǒng)，其特征在于，一第二脈沖寬度調(diào)制控制器， 連接所述逆變電路，所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器用于控制逆變器的輸出交流電壓的穩(wěn)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱中還包括 欠壓保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于在所述輸入電壓降到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱還包括過壓保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于在所述輸入電壓達(dá)到一預(yù)設(shè)值后，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱還包括過載保護(hù)電路，其與所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于當(dāng)負(fù)載過大時，向所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述變壓器初級線圈的輸入電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制箱還包括短路保護(hù)電路，其與所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器連接，用于當(dāng)負(fù)載過大時，向所述第二脈沖寬度調(diào)制控制器發(fā)送信號，關(guān)斷所述逆變器的逆變輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電板為單晶硅太陽能電池板或多晶硅太陽能電池板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能充電系統(tǒng)，包括太陽能電池板、控制箱和電瓶箱，其中，所述控制箱中包括充電器，逆變器，第一脈沖寬度調(diào)制控制器，所述充電器輸入端連接所述太陽能電池板，其輸出端連接所述電瓶箱充電接口；所述逆變器輸入端連接所述太陽能電池板和電瓶箱的電壓輸出端，其輸出端連接所述太陽能充電系統(tǒng)的交流電壓輸出端；所述第一脈沖寬度調(diào)制控制器連接所述逆變器，其用于保護(hù)控制逆變器。通過本發(fā)明可以滿足太陽能安全轉(zhuǎn)化為電能的需要，同時通過脈沖寬度調(diào)制控制器保護(hù)電路保證用電安全，進(jìn)一步地，能夠自動控制電瓶箱是否充電，提高了用戶體驗(yàn)。
文檔編號H02J7/00GK102480134SQ201010552138
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者劉勇, 吳小生, 方芳 申請人:上海申緣光電科技有限公司