專利名稱：一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能控制器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽能控制器技術(shù)，在太陽能電池對蓄電池的充電主回路中，通常是直接采用開關(guān)管控制充電電路的導(dǎo)通與關(guān)斷，充電電流不連續(xù)，充電開關(guān)管的沖擊電壓應(yīng)力很大，造成充電開關(guān)管的熱損耗很大，特別是當太陽能電池的輸入電壓很高而配備的蓄電池電壓等級較低時，由于充電電路的輸入電壓和輸出電壓壓差較大，會造成充電開關(guān)管的沖擊電壓應(yīng)力很大，充電開關(guān)管發(fā)熱嚴重，熱損耗急劇上升，極易發(fā)生充電開關(guān)管熱損壞或充電開關(guān)管被擊穿的事故。另一方面，由于充電電流不連續(xù)，電流采樣困難，太陽能控制器采用最大功率點跟蹤(MPPT)算法時，限制了最大功率點跟蹤效率的提高。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種充電電流平滑、最大功率點跟蹤性能好、保證充電控制開關(guān)管安全可靠工作的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)甚為必要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，該太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)充電電流平滑、最大功率點跟蹤效率高、充電控制開關(guān)管工作安全可靠。本實用新型的目的通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)。本實用新型的一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，設(shè)置有太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、接成同步整流方式的防倒流開關(guān)單元、二極管單元和蓄電池；所述太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、防倒流開關(guān)單元和蓄電池串聯(lián)構(gòu)成充電主回路，所述充電控制開關(guān)單元與所述太陽能電池的一端連接；所述二極管單元、電感單元、防倒流開關(guān)單元和蓄電池串聯(lián)構(gòu)成充電續(xù)流回路。上述電感單元設(shè)置為一個電感Ll，所述充電控制開關(guān)單元設(shè)置為一個充電控制開關(guān)管VT1，所述防倒流開關(guān)單元設(shè)置為一個防倒流開關(guān)管VT2，所述二極管單元設(shè)置為一個二極管Dl。上述電感單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的電感，所述電感并聯(lián)連接或者所述電感串聯(lián)連接。上述充電控制開關(guān)單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的充電控制開關(guān)管，所述充電控制開關(guān)管并聯(lián)連接。上述充電控制開關(guān)管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管。上述防倒流開關(guān)單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的防倒流開關(guān)管，所述防倒流開關(guān)管并聯(lián)連接。[0015]上述防倒流開關(guān)管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管。上述二級管單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的二極管，所述二極管并聯(lián)連接。上述二極管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管的寄生體二極管。上述充電主回路還設(shè)置有保險管和電流采樣電路，所述太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、防倒流開關(guān)單元、保險管、蓄電池和所述電流采樣電路串聯(lián)構(gòu)成所述充電主回路。本實用新型的一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，設(shè)置有太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、接成同步整流方式的防倒流開關(guān)單元、二極管單元和蓄電池；所述太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、防倒流開關(guān)單元和蓄電池串聯(lián)構(gòu)成充電主回路，所述充電控制開關(guān)單元與所述太陽能電池的一端連接；所述二極管單元、電感單元、防倒流開關(guān)單元和蓄電池串聯(lián)構(gòu)成充電續(xù)流回路。該太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)采用 PWM控制模式，當充電控制開關(guān)單元導(dǎo)通時，太陽能電池對蓄電池進行充電，同時對電感單元進行儲能。當充電控制開關(guān)單元關(guān)斷時，二極管單元、電感單元、防倒流開關(guān)單元構(gòu)成續(xù)流回路，電感單元釋放儲能，對蓄電池進行充電。由于電感單元對充電電流變化過程的抑制能力，使充電電流較為平滑。本實用新型采用上述技術(shù)方案，充電電流連續(xù)平滑，充電電流采樣方便，提高了最大功率點跟蹤的性能。同時，由于續(xù)流回路的作用，充電控制開關(guān)單元的沖擊電壓應(yīng)力很小，消除了充電控制開關(guān)單元被過壓擊穿的風(fēng)險，同時大大降低了熱損耗，保證了充電控制開關(guān)單元安全可靠地工作，尤其適用于太陽能電池輸出電壓很高而蓄電池電壓等級較低的場合。

利用附圖對本實用新型作進一步的說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。圖1是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的實施例1的電路圖。圖2是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的實施例2的電路圖。圖3是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)實施例3的電路圖。圖4是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的實施例4的電路圖。圖5是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的實施例5的電路圖。圖6是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的實施例6的電路圖。圖7是本實用新型一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)的實施例7的電路圖。在圖1至圖7中包括太陽能電池100、電感單元200、充電控制開關(guān)單元300、防倒流開關(guān)單元400、二極管單元500、蓄電池600、保險管700、[0037]電流采樣單元800。
具體實施方式
結(jié)合以下實施例對本實用新型作進一步描述。實施例1。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖1所示，設(shè)置有太陽能電池100、電感單元200、充電控制開關(guān)單元300、防倒流開關(guān)單元400、二極管單元500和蓄電池600，充電控制開關(guān)單元300與防倒流開關(guān)單元400接成同步整流方式。太陽能電池100、電感單元200、充電控制開關(guān)單元300、防倒流開關(guān)單元400和蓄電池600串聯(lián)構(gòu)成充電主回路，充電控制開關(guān)單元300與太陽能電池100的一端連接。二極管單元500、電感單元200、防倒流開關(guān)單元400和蓄電池600串聯(lián)構(gòu)成充電
續(xù)流回路。該太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)采用PWM控制模式，當充電控制開關(guān)單元 300導(dǎo)通時，太陽能電池100對蓄電池600進行充電，同時對電感單元200進行儲能。當充電控制開關(guān)單元300關(guān)斷時，二極管單元500、電感單元200、防倒流開關(guān)單元400構(gòu)成續(xù)流回路，電感單元200釋放儲能，對蓄電池600進行充電。由于電感單元200對充電電流變化過程的抑制能力，使充電電流較為平滑。該太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)充電電流連續(xù)平滑，充電電流采樣方便，提高了最大功率點跟蹤的效率。同時，由于續(xù)流回路的作用，充電控制開關(guān)單元300的沖擊電壓應(yīng)力很小，大大降低了熱損耗，保證了充電控制開關(guān)單元300安全可靠地工作，尤其適用于太陽能電池100輸出電壓很高而蓄電池600電壓等級較低的場合。實施例2?！N太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其它結(jié)構(gòu)與實施例1相同， 還具有如下特征其電感單元200設(shè)置為一個電感Li，充電控制開關(guān)單元300設(shè)置為一個充電控制開關(guān)管VTl，防倒流開關(guān)單元400設(shè)置為一個防倒流開關(guān)管VT2，二極管單元500 設(shè)置為一個二極管Dl。太陽能電池100、電感Li、充電控制開關(guān)管VTl和接成同步整流方式的防倒流開關(guān)管VT2、蓄電池600串聯(lián)構(gòu)成充電主回路，二極管D1、電感Li、防倒流開關(guān)管VT2和蓄電池 600串聯(lián)構(gòu)成充電續(xù)流回路。充電控制開關(guān)管VT1、防倒流開關(guān)管VT2采用MOSFET管，太陽能電池100正極輸入端PV+和電感Ll的一端、二極管Dl的陰極連接，電感Ll的另一端和蓄電池600的正極連接，蓄電池600的負極和防倒流開關(guān)管VT2的源極連接，防倒流開關(guān)管 VT2的漏極和充電控制開關(guān)管開關(guān)管VTl的漏極、二極管Dl的陽極連接，充電控制開關(guān)管 VTl的源極和太陽能電池100的負極輸入端PV-連接。該太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)采用PWM控制模式，當充電控制開關(guān)管VTl 導(dǎo)通時，太陽能電池100對蓄電池600進行充電，同時對電感Ll進行儲能。當充電控制開關(guān)管VTl關(guān)斷時，二極管D1、電感Li、防倒流開關(guān)管VT2構(gòu)成續(xù)流回路，電感Ll釋放儲能， 對蓄電池600進行充電。由于電感Ll對充電電流變化過程的抑制能力，使充電電流較為平滑。該太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，充電電流連續(xù)平滑，充電電流采樣方便，提高了最大功率點跟蹤的效率。同時，由于續(xù)流回路的作用，充電控制開關(guān)管的沖擊電壓應(yīng)力很小，大大降低了熱損耗，保證了充電控制開關(guān)管安全可靠地工作，尤其適用于太陽能電池 100輸出電壓很高而蓄電池600電壓等級較低的場合。實施例3。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其它結(jié)構(gòu)與實施例2相同， 不同之處在于還設(shè)置有保險管700和電流采樣單元800。太陽能電池100、電感Li、充電控制開關(guān)管VTl和接成同步整流方式的防倒流開關(guān)管VT2、和蓄電池600串聯(lián)構(gòu)成充電主回路，二極管D1、電感Li、防倒流開關(guān)管VT2和蓄電池600串聯(lián)，構(gòu)成充電續(xù)流回路。充電控制開關(guān)管VT1、防倒流開關(guān)管VT2采用MOSFET管，太陽能電池100正極輸入端PV+和電感Ll的一端、二極管Dl的陰極連接，電感Ll的另一端經(jīng)過保險管700后和蓄電池600的正極連接，蓄電池600的負極經(jīng)過電流采樣單元800和防倒流開關(guān)管VT2的源極連接，防倒流開關(guān)管VT2的漏極和充電控制開關(guān)管VTl的漏極、二極管Dl的陽極連接，充電控制開關(guān)管VTl的源極和太陽能電池100的負極輸入端PV-連接。保險管700的設(shè)置，安全性更高。 電流采樣單元800的設(shè)置，便于采集。實施例4。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖4所示，其它結(jié)構(gòu)與實施例3相同， 不同之處在于充電控制開關(guān)管VTl與太陽能電池100的正極輸入端連接。太陽能電池100 正極輸入端PV+和充電控制開關(guān)管VTl的漏極連接，充電控制開關(guān)管VTl的源極和電感Ll 的一端、二極管Dl的陰極連接，電感Ll的另一端經(jīng)過保險管700和蓄電池600的正極連接， 蓄電池600的負極經(jīng)過電流采樣單元800和防倒流開關(guān)管VT2的源極連接，防倒流開關(guān)管 VT2的漏極和二極管Dl的陽極、太陽能電池100的負極輸入端PV-連接。實施例5。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖5所示，其它結(jié)構(gòu)與實施例4相同， 不同之處在于防倒流開關(guān)管VT2、電感Ll的位置不同。太陽能電池100正極輸入端PV+ 和充電控制開關(guān)管VTl的漏極連接，充電控制開關(guān)管VTl的源極和防倒流開關(guān)管VT2的源極、二極管Dl的陰極連接，防倒流開關(guān)管VT2的漏極經(jīng)過保險管700和蓄電池600的正極連接，蓄電池600的負極經(jīng)過電流采樣單元800和電感Ll的一端連接，電感Ll的另一端和二極管Dl的陽極、太陽能電池100的負極輸入端PV-連接。實施例6?！N太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖6所示，其它結(jié)構(gòu)與實施例3相同， 不同之處在于防倒流開關(guān)管VT2、電感Ll的位置不同。太陽能電池100正極輸入端PV+和二極管Dl的陰極、保險管700的一端連接，保險管700的另一端和蓄電池600的正極連接， 蓄電池600的負極經(jīng)過電流采樣單元800和電感Ll的一端連接，電感Ll的另一端和防倒流開關(guān)管VT2的源極連接，防倒流開關(guān)管VT2的漏極和充電控制開關(guān)管VTl的漏極、二極管 Dl的陽極連接，充電控制開關(guān)管VTl的源極和太陽能電池100的負極輸入端PV-連接。實施例7。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，如圖7所示，其它結(jié)構(gòu)與實施例5相同， 不同之處在于防倒流開關(guān)管VT2、電感Ll的位置不同。太陽能電池100正極輸入端PV+和充電控制開關(guān)管VTl的漏極連接，充電控制開關(guān)管VTl的源極和防倒流開關(guān)管VT2的源極、二極管Dl的陰極連接，防倒流開關(guān)管VT2的漏極和電感Ll的一端連接，電感Ll的另一端經(jīng)過保險管700和蓄電池600的正極連接，蓄電池600的負極經(jīng)過電流采樣單元800和二極管Dl的陽極、太陽能電池100的負極輸入端PV-連接。實施例8。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其它結(jié)構(gòu)與實施例1至7中任意一種相同，不同之處在于充電控制開關(guān)管VT1、防倒流開關(guān)管VT2均采用IGBT管。需要說明的是， 也可以僅僅將防倒流開關(guān)管VT2設(shè)置為IGBT管或者僅將充電控制開關(guān)管VTl設(shè)置為IGBT管。實施例9。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其它結(jié)構(gòu)與實施例1至7中任意一種相同，不同之處在于充電控制開關(guān)單元300設(shè)置有兩個或者兩個以上的充電控制開關(guān)管，充電控制開關(guān)管之間并聯(lián)連接，充電控制開關(guān)管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管。實施例10。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其它結(jié)構(gòu)與實施例1至9中任意一種相同，不同之處在于防倒流開關(guān)單元400設(shè)置有兩個或者兩個以上的防倒流開關(guān)管，防倒流開關(guān)管并聯(lián)連接，防倒流開關(guān)管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管。實施例11。一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其它結(jié)構(gòu)與實施例1至10中任意一種相同，不同之處在于二級管單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的二極管，二極管并聯(lián)連接。二極管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管的寄生體二極管。最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于設(shè)置有太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、接成同步整流方式的防倒流開關(guān)單元、二極管單元和蓄電池；所述太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、防倒流開關(guān)單元和蓄電池串聯(lián)構(gòu)成充電主回路，所述充電控制開關(guān)單元與所述太陽能電池的一端連接；所述二極管單元、電感單元、防倒流開關(guān)單元和蓄電池串聯(lián)構(gòu)成充電續(xù)流回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電感單元設(shè)置為一個電感Li，所述充電控制開關(guān)單元設(shè)置為一個充電控制開關(guān)管VT1，所述防倒流開關(guān)單元設(shè)置為一個防倒流開關(guān)管VT2，所述二極管單元設(shè)置為一個二極管Dl。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電感單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的電感，所述電感并聯(lián)連接或者所述電感串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述充電控制開關(guān)單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的充電控制開關(guān)管，所述充電控制開關(guān)管并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述充電控制開關(guān)管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防倒流開關(guān)單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的防倒流開關(guān)管，所述防倒流開關(guān)管并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防倒流開關(guān)管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述二級管單元設(shè)置有兩個或者兩個以上的二極管，所述二極管并聯(lián)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述二極管設(shè)置為MOSFET管或IGBT管的寄生體二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或6或8所述的太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述充電主回路還設(shè)置有保險管和電流采樣電路，所述太陽能電池、電感單元、充電控制開關(guān)單元、防倒流開關(guān)單元、保險管、蓄電池和所述電流采樣電路串聯(lián)構(gòu)成所述充電主回路。
專利摘要一種太陽能控制器的充電電路拓撲結(jié)構(gòu)，包括由電感單元、充電控制開關(guān)單元、防倒流開關(guān)單元構(gòu)成的充電主回路，以及由二極管單元、電感單元、防倒流開關(guān)單元構(gòu)成的充電續(xù)流回路，充電續(xù)流回路還設(shè)有保險管和電流采樣單元。本實用新型的電路拓撲采用PWM控制模式，由于續(xù)流回路的作用，充電電流連續(xù)性好，能有效提高最大功率點跟蹤(MPPT)的性能，提高系統(tǒng)的整體效率，尤其適用于太陽能電池輸出電壓較高而蓄電池電壓等級較低的場合。
文檔編號H02J7/00GK202167878SQ201120268938
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者宋青華, 徐海波, 鄭少忠, 韓軍良 申請人:廣東易事特電源股份有限公司