專利名稱：一種光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
離網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能光伏電池對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電的系統(tǒng)，是一種用于控制太陽(yáng)能光伏電池對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電蓄電池再通過(guò)逆變、并向用電器提供電力的系統(tǒng)。傳統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括單片機(jī)主控模塊、總體充電模塊、總體充電防反充模塊、光伏電池模塊、蓄電池模塊。在由太陽(yáng)能光伏電池對(duì)蓄電池充電過(guò)程中，為了避免蓄電池的過(guò)充、過(guò)放現(xiàn)象，必須利用單片機(jī)主控模塊對(duì)太陽(yáng)能光伏充電進(jìn)行控制，雖然單片機(jī)主控模塊是根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電量和蓄電池的放電程度進(jìn)行自動(dòng)充電控制，但是單片機(jī)主控模塊在工作過(guò)程中會(huì)截止太陽(yáng)能光伏發(fā)電超過(guò)蓄電池額定充電電壓的部分，低于蓄電池的充電電壓時(shí)，單片機(jī)主控模塊會(huì)控制系統(tǒng)不對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，同時(shí)也會(huì)截止掉蓄電池最低放電電壓的部分。所以，單片機(jī)主控模塊的控制電壓范圍較窄，因環(huán)境及時(shí)間因素造成某時(shí)刻光伏電池模塊發(fā)出的微弱電壓不能滿足單片機(jī)主控模塊的充電電壓，而造成該部分能量損失，不能使能源得到最大化利用。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)，該充電系統(tǒng)可以對(duì)充電模式進(jìn)行選擇，達(dá)到能源最大化利用的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案一種光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)，包括單片機(jī)主控模塊、總體充電模塊、總體充電防反充模塊、光伏電池模塊、蓄電池模塊、單組循環(huán)充電模塊和總體充電循環(huán)充電選擇模塊；其中，所述光伏電池模塊與所述總體充電模塊、單組循環(huán)充電模塊和總體充電循環(huán)充電選擇模塊相連接，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊與所述總體充電模塊、單組循環(huán)充電模塊和單片機(jī)主控模塊相連接，所述總體充電模塊與所述蓄電池模塊和單片機(jī)主控模塊相連接，所述單組循環(huán)充電模塊與所述蓄電池模塊和單片機(jī)主控模塊相連接，所述總體充電防反充模塊設(shè)置在所述總體充電模塊內(nèi)，并與所述單片機(jī)主控模塊相連接。優(yōu)選的，所述單組循環(huán)充電模塊包括第一反相器D17、第一單組引腳BAT-、第二單組引腳BAT+、第三單組引腳BAT1、第四單組引腳BAT2、第五單組引腳ΡΒ0、第六單組引腳PB1、第七單組引腳PB2、第八單組引腳PV+、第九單組弓I腳PV-和第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路；其中，所述第一反相器D17具有十四個(gè)反向引腳，分別為第一反向引腳、第二反向引腳、第三反向引腳......第十四反向引腳；所述第五單組引腳PBO與第九反向引腳相連接，所述第六單組引腳PBl與第i^一反向引腳相連接，所述第七單組引腳PB2與第十三反向引腳相連接，所述第一單組引腳BAT-分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路相連接，并且所述第一單組引腳BAT-與所述第一反相器D17的第七反向引腳相連接，所述第二單組引腳BAT+與第三單組充電電路相連接，所述第三單組引腳BATl分別與第一單組充電電路和第二單組充電電路相連接，所述第四單組引腳BAT2分別與第二單組充電電路和第三單組充電電路相連接，所述第八單組引腳PV+分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路相連接，所述第九單組引腳PV-分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路相連接，并且所述第九單組引腳PV-與光伏電池模塊的負(fù)極相連接；所述第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路的第一接出端均與反相器D17的第十四反向引腳相連接；所述第一單組充電電路的第二接出端與反相器的第十三反向引腳相連接，所述第一單組充電電路的第三接出端與反相器的第十二反向引腳相連接；所述第二單組充電電路的第二接出端與反相器的第十一反向引腳相連接，所述第二單組充電電路的第三接出端與反相器的第十反向引腳相連接；所述第三單組充電電路的第二接出端與反相器的第九反向引腳相連接，所述第三單組充電電路的第三接出端與反相器的第八反向引腳相連接。優(yōu)選的，所述第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路結(jié)構(gòu)相同。優(yōu)選的，所述第一單組充電電路包括第一光電稱合器D10,所述第一光電稱合器DlO具有十六個(gè)光電引腳,分別為第一
光電引腳、第二光電引腳、第三光電引腳......第十六光電引腳，所述第二光電引腳、第四
光電引腳、第六光電引腳和第八光電引腳相連接；第一三極管Q8和第二三極管Q19，所述第一三極管Q8的集電極與第二三極管Q19的集電極相連接，所述第一三極管Q8的集電極和第二三極管Q19的集電極之間依次串聯(lián)有第一電阻R40和第二電阻R55,所述第一單組充電電路的第一接出端設(shè)置在第一電阻R40和第二電阻R55之間，所述第一三極管Q8的基極與第三電阻R48的第一端相連接，所述第一單組充電電路的第二接出端設(shè)置在第三電阻R48的第二端，所述第一三極管Q8的發(fā)射極分別與第一光電耦合器DlO的第一光電引腳和第三光電引腳相連接，所述第二三極管Q19的基極與第四電阻R63的第一端相連接，所述第一單組充電電路的第三接出端設(shè)置在第四電阻R63的第二端，所述第二三極管Q19的發(fā)射極分別與第一光電耦合器DlO的第五光電引腳和第七光電引腳相連接；第一二極管D15、第一 MOS管Q23和第二 MOS管Q25，所述第一 MOS管Q23的柵極分別與第十一光電引腳和第十五光電引腳相連接，所述第一 MOS管Q23的源極通過(guò)第五電阻R51與第十二光電引腳相連接，通過(guò)第六電阻R60與第十光電引腳相連接，并且通過(guò)第七電阻R62與第二 MOS管Q25的源極相連接，所述第一 MOS管Q23的漏極與第一二極管D15的陰極相連接，并且所述第一二極管D15的陽(yáng)極通過(guò)第八電阻R49分別與第一第四光電引腳和第二 MOS管Q25的漏極相連接，并且所述第一二極管D15的陽(yáng)極與第一第六光電引腳相連接，在第一二極管D15的陽(yáng)極與第一第六光電引腳之間串聯(lián)有第八電阻R49和第九電阻R37，所述第二 MOS管25的柵極分別與第九光電引腳和第十三光電引腳相連接。優(yōu)選的，所述第二單組充電電路包括第二光電耦合器D19、第三三極管Q28、第四三極管Q37、第二二極管D27、第三MOS管Q39、第四MOS管Q45、第十電阻R81、第i^一電阻R87、第十二電阻R93、第十三電阻R103、第十四電阻R76、第十五電阻R88、第十六電阻R89、第十七電阻R97和第十八電阻R106 ；所述第三單組充電電路包括第三光電耦合器D32、第五三極管Q54、第六三極管Q59、第三二極管D36、第五MOS管Q62、第六MOS管Q63、第十九電阻R141、第二十電阻R147、第二i^一電阻R129、第二十二電阻R124、第二十三電阻R148、第二十四電阻R142、第二十五電阻R136、第二十六電阻R134和第二十七電阻R121。優(yōu)選的,所述第一單組弓I腳BAT-分別與第一光電稱合器DlO、第二光電稱合器D19和第三光電耦合器D32的第八光電引腳相連接，并且與第一單組充電電路的第一二極管D15的陽(yáng)極相連接；·所述第二單組引腳BAT+與第三單組充電電路的第六MOS管Q63的源極相連接；所述第三單組引腳BATl與第一單組充電電路的第二 MOS管Q25的源極相連接，并且與第二單組充電電路的第二二極管D27的陽(yáng)極相連接；所述第四單組引腳BAT2與第二單組充電電路的第四MOS管Q45的源極相連接，并且與第三單組充電電路的第三二極管D36的陽(yáng)極相連接；所述第八單組引腳PV+分別與第一光電耦合器D10、第二光電耦合器D19和第三光電耦合器D32的第十四光電引腳相連接，并且與第一單組充電電路的第一二極管D15的陽(yáng)極相連接；所述第九單組引腳PV-分別與第一 MOS管D23、第三MOS管D39、第五MOS管D62的源極相連接。優(yōu)選的，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊包括第七三極管Q69，所述第七三極管Q69的發(fā)射極接有5V的電壓，所述第七三極管Q69的基極通過(guò)第二十八電阻R161與單片機(jī)主控模塊相連接；單刀雙置繼電器，所述單刀雙置繼電器的常閉觸點(diǎn)一端與總體充電模塊相連接，所述單刀雙置繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)一端與單組循環(huán)充電模塊的第八單組引腳PV+相連接，所述單刀雙置繼電器的輸入端與光伏電池模塊的正極相連接，所述單刀雙置繼電器的第一控制端與第七三極管Q69的集電極相連接；第四二極管D44，所述第四二極管D44的陽(yáng)極與所述單刀雙置繼電器的第二控制端相連接，所述第四二極管D44的陰極與所述第七三極管Q69的基極相連接。優(yōu)選的，所述單片機(jī)主控模塊包括第一主控引腳PBO，所述第一主控引腳PBO與第五單組引腳PBO相連接；第二主控引腳PBl，所述第二主控引腳PBl與第六單組引腳PBl相連接；第三主控引腳PB2，所述第三主控引腳PB2與第七單組引腳PB2相連接；第四主控引腳PC7，所述第四主控引腳PC7與總體充電循環(huán)充電選擇模塊相連接；第五主控引腳PD4和第六主控引腳TO5，所述第五主控引腳PD4和第六主控引腳PD5分別與總體充電模塊相連接。[0042]優(yōu)選的，所述總體充電模塊包括第一總體充電引腳PV-,所述第一總體充電引腳PV-與光伏電池模塊的負(fù)極相連接；第二總體充電引腳PV+，所述第二總體充電引腳PV+與總體充電循環(huán)充電選擇模塊相連接；第三總體充電引腳BAT+，所述第三總體充電引腳BAT+與單組循環(huán)充電模塊的第一單組引腳BAT-相連接；第四總體充電引腳BAT-，所述第四總體充電引腳BAT-與單組循環(huán)充電模塊的第二單組引腳BAT+相連接。優(yōu)選的，所述蓄電池模塊包括第一蓄電池，所述第一蓄電池的正極與單組循環(huán)充電模塊的第一單組引腳BAT-)相連接，所述第一蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊的第三單組引腳BATl相連接；第二蓄電池，所述第二蓄電池的正極與第一蓄電池的負(fù)極相連接，所述第二蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊的第四單組引腳BAT2相連接；第三蓄電池，所述第三蓄電池的正極與第二蓄電池的負(fù)極相連接，所述第三蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊的第二單組引腳BAT+相連接。優(yōu)選的，還包括蓄電池的電壓采集模塊，所述蓄電池的電壓采集模塊分別與單片機(jī)主控模塊和蓄電池模塊相連接，用于采集蓄電池模塊的電壓，并反饋給單片機(jī)主控模塊。優(yōu)選的，還包括充電電流采集模塊，所述充電電流采集模塊分別與單片機(jī)主控模塊和蓄電池模塊相連接，用于采集蓄電池模塊的充電電流，并反饋給單片機(jī)主控模塊。優(yōu)選的，還包括過(guò)放控制模塊，所述過(guò)放控制模塊分別與單片機(jī)主控模塊和蓄電池模塊相連接，用于實(shí)現(xiàn)過(guò)放保護(hù)功能。優(yōu)選的，還包括液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊與單片機(jī)主控模塊相連接，用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。優(yōu)選的，還包括電源模塊，所述電源模塊與蓄電池模塊相連接，用于將蓄電池電壓變換成系統(tǒng)可用的電壓。優(yōu)選的，還包括串口接口電路模塊。通過(guò)以上方案可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑墓夥姵仉x網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)較現(xiàn)有的充電系統(tǒng)增加了總體充電循環(huán)充電選擇模塊和單組循環(huán)充電模塊，當(dāng)蓄電池模塊電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊處于默認(rèn)工作狀態(tài)，所述總體充電模塊工作，所述單組循環(huán)充電模塊不工作，所述總體充電防反充模塊不工作，所述光伏電池模塊通過(guò)總體充電模塊對(duì)蓄電池模塊進(jìn)行總體充電；當(dāng)蓄電池模塊電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，所述總體充電防反充模塊開(kāi)始工作，系統(tǒng)進(jìn)行防反充保護(hù)，所述總體充電模塊停止工作，所述單組循環(huán)充電模塊不工作，結(jié)束總體充電狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行防反充保護(hù)且外界光照強(qiáng)度較低時(shí)，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊選擇單組循環(huán)充電模塊，所述單組循環(huán)充電模塊開(kāi)始工作，所述總體充電模塊不工作，所述光伏電池模塊通過(guò)單組循環(huán)充電模塊對(duì)蓄電池模塊進(jìn)行循環(huán)均衡充電。則本申請(qǐng)?zhí)峁┑墓夥姵仉x網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)可以利用總體充電循環(huán)充電選擇模塊依據(jù)外界光照條件選擇充電模式，即在光伏電池模塊的發(fā)電電壓低于蓄電池模塊的充電電壓時(shí)，單片機(jī)主控模塊會(huì)控制系統(tǒng)的總體充電循環(huán)充電選擇模塊選擇單組循環(huán)充電模塊對(duì)蓄電池模塊進(jìn)行充電，擴(kuò)大單片機(jī)主控模塊的控制電壓范圍，使能源得到最大化利用。
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖I為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的單組循環(huán)充電模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的總體充電循環(huán)充電選擇模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的總體充電模塊和總體充電防反充模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的電壓采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的充電電流采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的過(guò)放控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的液晶顯示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型所提供的充電系統(tǒng)的串口接口電路模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖I所示，包括單片機(jī)主控模塊101、總體充電模塊102、總體充電防反充模塊103、光伏電池模塊104、蓄電池模塊105、單組循環(huán)充電模塊106和總體充電循環(huán)充電選擇模塊107 ；其中，所述光伏電池模塊104與所述總體充電模塊102、單組循環(huán)充電模塊106和總體充電循環(huán)充電選擇模塊107相連接，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊107與所述總體充電模塊102、單組循環(huán)充電模塊106和單片機(jī)主控模塊101相連接，所述總體充電模塊102與所述蓄電池模塊105和單片機(jī)主控模塊101相連接，所述單組循環(huán)充電模塊106與所述蓄電池模塊105和單片機(jī)主控模塊101相連接，所述總體充電防反充模塊103設(shè)置在所述總體充電模塊102內(nèi)，且與單片機(jī)主控模塊101相連接。[0078]當(dāng)蓄電池模塊105電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，所述單片機(jī)主控模塊101控制總體充電循環(huán)充電選擇模塊107處于默認(rèn)工作狀態(tài)，所述總體充電模塊102工作，所述單組循環(huán)充電模塊106不工作，所述總體充電防反充模塊103不工作，所述光伏電池模塊104通過(guò)總體充電模塊102對(duì)蓄電池模塊105進(jìn)行總體充電；當(dāng)蓄電池模塊105電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，所述單片機(jī)主控模塊101控制總體充電防反充模塊103開(kāi)始工作，系統(tǒng)進(jìn)行防反充保護(hù)，所述總體充電模塊102停止工作，所述單組循環(huán)充電模塊106不工作，結(jié)束總體充電狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行防反充保護(hù)且外界光照強(qiáng)度較低時(shí)，所述單片機(jī)主控模塊101控制總體充電循環(huán)充電選擇模塊107選擇單組循環(huán)充電模塊106，則本申請(qǐng)?zhí)峁┑墓夥姵仉x網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)可以利用總體充電循環(huán)充電選擇模塊107依據(jù)外界光照條件選擇充電模式，即在光伏電池模塊104發(fā)電電壓低于蓄電池模塊105的充電電壓時(shí)，單片機(jī)主控模塊101會(huì)控制系統(tǒng)的總體充電循環(huán)充電選擇模塊107選擇單組循環(huán)充電模塊106對(duì)蓄電池模塊105進(jìn)行充電，擴(kuò)大單片機(jī)主控模塊101的控制電壓范圍，使能源得到最大化利用。 如圖2所示，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的單組循環(huán)充電模塊106包括第一反相器D17、第一單組引腳BAT-、第二單組引腳BAT+、第三單組引腳BAT1、第四單組引腳BAT2、第五單組引腳ΡΒ0、第六單組引腳PB1、第七單組引腳PB2、第八單組引腳PV+、第九單組弓I腳PV-和第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路；其中，所述第一反相器D17具有十四個(gè)反向引腳，分別為第一反向引腳、第二反向
引腳、第三反向引腳......第十四反向引腳，主要用于將信號(hào)取反，將高電平轉(zhuǎn)換成低電
平，將低電平轉(zhuǎn)換成高電平；所述第五單組引腳PBO與第九反向引腳相連接，所述第六單組引腳PBl與第i^一反向引腳相連接，所述第七單組引腳PB2與第十三反向引腳相連接，所述第一單組引腳BAT-分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路相連接，并且所述第一單組引腳BAT-與所述第一反相器D17具有的第七反向引腳相連接，所述第二單組引腳BAT+與第三單組充電電路相連接，所述第三單組引腳BATl分別與第一單組充電電路和第二單組充電電路相連接，所述第四單組引腳BAT2分別與第二單組充電電路和第三單組充電電路相連接，所述第八單組引腳PV+分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路相連接，所述第九單組引腳PV-分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路相連接，并且所述第九單組引腳PV-與光伏電池模塊104的負(fù)極相連接；所述第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路的第一接出端均與反相器D17的第十四反向引腳相連接；所述第一單組充電電路的第二接出端與反相器的第十三反向引腳相連接，所述第一單組充電電路的第三接出端與反相器的第十二反向引腳相連接；所述第二單組充電電路的第二接出端與反相器的第十一反向引腳相連接，所述第二單組充電電路的第三接出端與反相器的第十反向引腳相連接；所述第三單組充電電路的第二接出端與反相器的第九反向引腳相連接，所述第三單組充電電路的第三接出端與反相器的第八反向引腳相連接。所述第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路結(jié)構(gòu)相同。[0090]所述第一單組充電電路包括第一光電稱合器D10,所述第一光電稱合器DlO具有十六個(gè)光電引腳,分別為第一
光電引腳、第二光電引腳、第三光電引腳......第十六光電引腳，所述第二光電引腳、第四
光電引腳、第六光電引腳和第八光電引腳相連接。所述光耦合器DlO亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光率禹。光I禹合器DlO以光為媒介傳輸電信號(hào),它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用。光率禹合器DlO—般由三部分組成光的發(fā)射部分、光的接收部分及信號(hào)放大部分。輸入光I禹合器DlO的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)光I禹合器DlO內(nèi)的發(fā)光二極管(LED),使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光,被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。第一三極管Q8和第二三極管Q19，所述第一三極管Q8的集電極與第二三極管Q19的集電極相連接，所述第一三極管Q8的集電極和第二三極管Q19集電極之間依次串聯(lián)有第一電阻R40和第二電阻R55,所述第一單組充電電路的第一接出端設(shè)置在第一電阻R40和第二電阻R55之間，所述第一三極管Q8的基極與第三電阻R48的第一端相連接，所述第一 單組充電電路的第二接出端設(shè)置在第三電阻R48的第二端，所述第一三極管Q8的發(fā)射極分別與第一光電耦合器DlO的第一光電引腳和第三光電引腳相連接，所述第二三極管Q19的基極與第四電阻R63的第一端相連接，所述第一單組充電電路的第三接出端設(shè)置在第四電阻R63的第二端，所述第二三極管Q19的發(fā)射極分別與第一光電耦合器DlO的第五光電引腳和第七光電引腳相連接；第一二極管D15、第一 MOS管Q23和第二 MOS管Q25，所述第一 MOS管Q23的柵極分別與第十一光電引腳和第十五光電引腳相連接，所述第一 MOS管Q23的源極通過(guò)第五電阻R51與第十二光電引腳相連接，通過(guò)第六電阻R60與第十光電引腳相連接，并且通過(guò)第七電阻R62與第二 MOS管Q25的源極相連接，所述第一 MOS管Q23的漏極與第一二極管D15的陰極相連接，并且所述第一二極管D15的陽(yáng)極通過(guò)第八電阻R49分別與第一第四光電引腳和第二 MOS管Q25的漏極相連接，并且所述第一二極管D15的陽(yáng)極與第一第六光電引腳相連接，在第一二極管D15的陽(yáng)極與第一第六光電引腳之間串聯(lián)有第八電阻R49和第九電阻R37，所述第二 MOS管25的柵極分別與第九光電引腳和第十三光電引腳相連接。所述第二單組充電電路包括第二光電耦合器D19、第三三極管Q28、第四三極管Q37、第二二極管D27、第三MOS管Q39、第四MOS管Q45、第十電阻R81、第i^一電阻R87、第十二電阻R93、第十三電阻R103、第十四電阻R76、第十五電阻R88、第十六電阻R89、第十七電阻R97和第十八電阻R106。所述第二單組充電電路包括第三光電耦合器D32、第五三極管Q54、第六三極管Q59、第三二極管D36、第五MOS管Q62、第六MOS管Q63、第十九電阻R141、第二十電阻R147、第二i^一電阻R129、第二十二電阻R124、第二十三電阻R148、第二十四電阻R142、第二十五電阻R136、第二十六電阻R134和第二十七電阻R121。所述第一單組引腳BAT-分別與第一光電耦合器D10、第二光電耦合器D19和第三光電耦合器D32的第八光電引腳相連接，并且與第一單組充電電路的第一二極管D15的陽(yáng)極相連接；所述第二單組引腳BAT+與第三單組充電電路的第六MOS管Q63的源極相連接；所述第三單組引腳BATl與第一單組充電電路的第二 MOS管Q25的源極相連接，并且與第二單組充電電路的第二二極管D27的陽(yáng)極相連接；[0099]所述第四單組引腳BAT2與第二單組充電電路的第四MOS管Q45的源極相連接，并且與第三單組充電電路的第三二極管D36的陽(yáng)極相連接；所述第八單組引腳PV+分別與第一光電耦合器D10、第二光電耦合器D19和第三光電耦合器D32的第一第四光電引腳相連接，并且與第一單組充電電路的第一二極管D15的陽(yáng)極相連接；所述第九單組引腳PV-分別與第一 MOS管D23、第三MOS管D39、第五MOS管D62的源極相連接。所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊107主要實(shí)現(xiàn)選擇進(jìn)行總體充電還是循環(huán)充電，如圖3所示,包括第七三極管Q69，所述第七三極管Q69的發(fā)射極接有5V的電壓，所述第七三極管 Q69的基極通過(guò)第二十八電阻R161與單片機(jī)主控模塊101相連接；單刀雙置繼電器，所述單刀雙置繼電器的常閉觸點(diǎn)一端2與總體充電模塊102相連接，所述單刀雙置繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)一端3與單組循環(huán)充電模塊106的第八單組引腳PV+相連接，所述單刀雙置繼電器的輸入端I與光伏電池模塊104的正極相連接，所述單刀雙置繼電器的第一控制端4與第七三極管Q69的集電極相連接；第四二極管D44，所述第四二極管D44的陽(yáng)極與所述單刀雙置繼電器的第二控制端5相連接，所述第四二極管D44的陰極與所述第七三極管Q69的基極相連接。所述單片機(jī)主控模塊101包括第一主控引腳PBO，所述第一主控引腳PBO與第五單組引腳PBO相連接；第二主控引腳PBl，所述第二主控引腳PBl與第六單組引腳PBl相連接；第三主控引腳PB2，所述第三主控引腳PB2與第七單組引腳PB2相連接；第四主控引腳PC7，所述第四主控引腳PC7與總體充電循環(huán)充電選擇模塊107相連接；第五主控引腳PD4和第六主控引腳TO5，所述第五主控引腳PD4和第六主控引腳PD5分別與總體充電模塊102相連接。所述總體充電防反充模塊103設(shè)置在所述總體充電模塊102內(nèi)，所述總體充電模塊102包括第一總體充電引腳PV-,所述第一總體充電引腳PV-與光伏電池模塊104的負(fù)極相連接；第二總體充電引腳PV+，所述第二總體充電引腳PV+與總體充電循環(huán)充電選擇模塊107相連接；第三總體充電引腳BAT+，所述第三總體充電引腳BAT+與單組循環(huán)充電模塊106的第一單組引腳BAT-相連接；第四總體充電引腳BAT-，所述第四總體充電引腳BAT-與單組循環(huán)充電模塊106的第二單組引腳BAT+相連接。所述總體充電模塊102和總體充電防反充模塊103的結(jié)構(gòu)如圖4所示。所述總體充電模塊102和總體充電防反充模塊103主要實(shí)現(xiàn)總體充電的控制，總體充電的防反充及反充信號(hào)采集。所述蓄電池模塊105包括[0119]第一蓄電池，所述第一蓄電池的正極與單組循環(huán)充電模塊106的第一單組引腳BAT-相連接，所述第一蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊106的第三單組引腳BATl相連接；第二蓄電池，所述第二蓄電池的正極與第一蓄電池的負(fù)極相連接，所述第二蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊106的第四單組引腳BAT2相連接；第三蓄電池，所述第三蓄電池的正極與第二蓄電池的負(fù)極相連接，所述第三蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊106的第二單組引腳BAT+相連接。當(dāng)蓄電池模塊105電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，所述單片機(jī)主控模塊101控制總體充電循環(huán)充電選擇模塊107處于默認(rèn)工作狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)行總體充電，此時(shí)，單片機(jī)主控模塊101的第四主控引腳PC7電壓為高電平，總體充電循環(huán)充電選擇模塊107的第七三極管Q69截止，單刀雙置繼電器常閉觸點(diǎn)閉合、常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，光伏電池模塊104的正極與總體充電模塊102連接，所述總體充電模塊102工作，所述單組循環(huán)充電模塊106不工作，所述總體充電防反充模塊103不工作。光伏電池模塊104的正極與蓄電池模塊105的正極通 過(guò)總體充電循環(huán)充電選擇模塊107內(nèi)的單刀雙置繼電器控制接通，光伏電池模塊104與蓄電池模塊105共正極。單片機(jī)主控模塊101的第五主控引腳PD4為低電平時(shí)，第八三極管Q12、第九三極管Q20、第十三極管Q15、第十一三極管Q17截止，第十二三極管Q21導(dǎo)通，所以此時(shí)第七M(jìn)OS管Q13和第八MOS管Q14的柵極電壓為高電位，第七M(jìn)OS管Q13和第八MOS管Q14導(dǎo)通,光伏電池模塊104的負(fù)極與蓄電池模塊105負(fù)極接通,所述光伏電池模塊104通過(guò)總體充電模塊102對(duì)蓄電池模塊105進(jìn)行總體充電。當(dāng)蓄電池模塊105電壓達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，所述單片機(jī)主控模塊101控制總體充電防反充模塊103開(kāi)始工作，系統(tǒng)進(jìn)行防反充保護(hù)。此時(shí)，單片機(jī)主控模塊101的第五主控引腳PD4為高電平時(shí)，第八三極管Q12、第九三極管Q20、第十三極管Q15、第十一三極管Q17導(dǎo)通，第十二三極管Q21截止，所以此時(shí)第七M(jìn)OS管Q13和第八MOS管Q14的柵極電壓為低電位，第七M(jìn)OS管Q13和第八MOS管Q14截止，光伏電池模塊104的負(fù)極與蓄電池模塊105負(fù)極斷開(kāi)，所述總體充電模塊102停止工作，所述單組循環(huán)充電模塊106不工作，結(jié)束總體充電狀態(tài)。單片機(jī)的第五主控引腳PD4具有PWM(Pulse Width Modulation,脈寬調(diào)制)功能，當(dāng)蓄電池模塊105電壓低于設(shè)定的浮充電壓時(shí)，第五主控引腳HMPWM的占空比為100%，當(dāng)蓄電池模塊105的電壓高于設(shè)定的浮充電壓時(shí)，第五主控引腳HM PWM的占空比隨著電壓的升高而降低，實(shí)現(xiàn)涓流充電。這種充電方式能夠控制充電電壓，保護(hù)蓄電池模塊105且將蓄電池模塊105充電更滿。當(dāng)發(fā)生反充時(shí)(即蓄電池模塊105向光伏電池模塊104充電時(shí))，反充取樣信號(hào)將發(fā)生電壓變化，反充取樣信號(hào)經(jīng)過(guò)比較器D2的運(yùn)算變換成單片機(jī)主控模塊101可識(shí)別的信號(hào)，并輸送給單片機(jī)主控引腳PC4，第五主控引腳PD4輸出防反充信號(hào)，當(dāng)?shù)谖逯骺匾_PD4為高電平時(shí)，第十三三極管Q2，第十四三極管Q3導(dǎo)通，第十五三極管Q4截止，第九MOS管QlO和第十MOS管Ql I的柵極為低電位，第九MOS管QlO和第十MOS管Qll截止，將充電電路斷開(kāi)；當(dāng)防反充信號(hào)為低電平時(shí)，第十三三極管Q2，第十四三極管Q3截止，第十五三極管Q4導(dǎo)通，第九MOS管QlO和第十MOS管Qll的柵極為高電位，第九MOS管QlO和第十MOS管Qll導(dǎo)通，充電電路導(dǎo)通。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行防反充保護(hù)且外界光照強(qiáng)度較低時(shí)，所述單片機(jī)主控模塊101控制總體充電循環(huán)充電選擇模塊107選擇單組循環(huán)充電模。此時(shí)，單片機(jī)主控模塊101的第四主控引腳PC7為低電平時(shí)，第七三極管Q69導(dǎo)通，單刀雙置繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，光伏電池模塊104的正極與單組循環(huán)充電模塊連接，所述單組循環(huán)充電模塊106開(kāi)始工作，所述總體充電模塊102不工作。當(dāng)?shù)谄邌谓M引腳PB2輸出電平為高電平時(shí)，第一三極管Q8導(dǎo)通，第七單組引腳PB2的高電平經(jīng)過(guò)第一反相器D17后傳輸給第二三極管Q19的電平為低電平，所以第二三極管Q19截止。因?yàn)榈谝蝗龢O管Q8導(dǎo)通，第二三極管Q19截止，所以第一光電耦合器DlO的第一光電引腳、第二光電引腳、第三光電引腳、第四光電引腳、第十三光電引腳、第十四光電引腳、第十五光電引腳、第十六光電引腳導(dǎo)通，第五光電引腳、第六光電引腳、第七光電引腳、第八光電引腳、第i 光電引腳、第十二光電引腳截止。因此第一 MOS管Q23和第二 MOS管Q25的柵極電壓為高電平，第一 MOS管Q23和第二 MOS管Q25導(dǎo)通。第九單組引腳PV-與第一單組引腳BAT-接通，第八單組引腳PV+與第三單組引腳BATl接通。光伏電池模塊104給第I組蓄電池模塊105充電。當(dāng)?shù)谌骺匾_PB2輸出電平為低電平時(shí)，第一三極管Q8 截止，第二三極管Q19導(dǎo)通,所以第一光電稱合器DlO的輸入端第一光電引腳、第二光電引腳、第三光電引腳、第四光電引腳、第十三光電引腳、第十四光電引腳、第十五光電引腳和第十六光電引腳截止，第五光電引腳、第六光電引腳、第七光電引腳、第八光電引腳，第九光電引腳、第十光電引腳、第i 光電引腳和第十二光電引腳導(dǎo)通。因此第一MOS管Q23和第二MOS管Q25的柵極電壓為低電平，第一 MOS管Q23和第二 MOS管Q25截止。第九單組引腳PV-與第一單組引腳BAT-斷開(kāi)，第八單組引腳PV+與第三單足引腳BATl斷開(kāi)。此時(shí)，光伏電池模塊104板不給第I組蓄電池模塊105充電。同理，第二主控引腳PBl輸出電平為高電平時(shí)，光伏電池模塊104給第二蓄電池充電，第二主控引腳PBl輸出電平為低電平時(shí)，光伏電池模塊104不給第二蓄電池充電；第一主控引腳PBO輸出電平為高電平時(shí)，光伏電池模塊104給第三蓄電池充電，第一主控引腳PBO輸出電平為低電平時(shí)，光伏電池模塊104不給第三蓄電池充電。循環(huán)充電通過(guò)第一主控引腳ΡΒ0、第二主控引腳PB1、第三主控引腳PB2的電平按照001-010-100循環(huán)變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)三組蓄電池的循環(huán)充電。如果光照繼續(xù)下降，光伏電池模塊104不足以給單組電池充電，通過(guò)第一二極管D15、第二二極管D27、第三二極管D36停止充電。當(dāng)光照升高，蓄電池模塊105電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)的過(guò)充點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)主控模塊101控制系統(tǒng)返回總體充電?？梢?jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)較現(xiàn)有的充電系統(tǒng)增加了總體充電循環(huán)充電選擇模塊107和單組循環(huán)充電模塊106，利用總體充電循環(huán)充電選擇模塊107依據(jù)外界光照條件選擇充電模式，即在光伏電池模塊104發(fā)電電壓低于蓄電池模塊105的充電電壓時(shí)，單片機(jī)主控模塊101會(huì)控制系統(tǒng)的總體充電循環(huán)充電選擇模塊107選擇單組循環(huán)充電模塊106對(duì)蓄電池模塊105進(jìn)行充電，擴(kuò)大單片機(jī)主控模塊101的控制電壓范圍，使能源得到最大化利用。所述充電系統(tǒng)還包括蓄電池模塊105的電壓采集模塊，在獨(dú)立的太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品中，蓄電池是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，所以電路中必須設(shè)計(jì)有蓄電池兩端電壓的檢測(cè)電路，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中的蓄電池模塊105是有三組蓄電池串聯(lián)組成，所以需要檢測(cè)每組組電池的電壓，將每組蓄電池的電壓值送入單片機(jī)主控模塊101進(jìn)行處理，從而更加有效的控制總體充電和單組循環(huán)充電。所述蓄電池模塊105的電壓采集模塊分別與單片機(jī)主控模塊101和蓄電池模塊105相連接，用于采集蓄電池模塊105兩端的電壓，并反饋給單片機(jī)主控模塊101。所述電壓采集模塊的結(jié)構(gòu)如圖5所示，本系統(tǒng)把采集的第一蓄電池正極與第一蓄電池負(fù)極之間的電壓通過(guò)PA3管腳送入單片機(jī)主控模塊101，將第二蓄電池正極與第一蓄電池負(fù)極之間的電壓通過(guò)PA4管腳送入單片機(jī)主控模塊101，將第三蓄電池正極與第一蓄電池負(fù)極之間的電壓通過(guò)PA5管腳送入單片機(jī)。所述充電系統(tǒng)還包括充電電流采集模塊，所述充電電流采集模塊分別與單片機(jī)主控模塊101和蓄電池模塊105相連接，用于采集蓄電池模塊105的充電電流，并反饋給單片機(jī)主控模塊101。充電電流的采集能夠了解到光伏電池的充電狀況，更加直觀的了解到光伏電池的性能，并且為單組循環(huán)充電到總體充電提高電流參考點(diǎn)。所述充電電流采集模塊的結(jié)構(gòu)如圖6所示，第二十九電阻R160是一個(gè)大功率電阻，阻值只有O. 004歐姆。將第二十九電阻R160串入充電電路中，電阻兩端將有一個(gè)很低的電差。MAX4173為電流檢測(cè)芯片，MAX4173將第二十九電阻R160兩端的電壓值放大50倍，通過(guò)管腳OUT將放大后的電壓值傳入單片機(jī)主控模塊 101，通過(guò)單片機(jī)的計(jì)算處理，得出整個(gè)充電電路的電流值。充電電路的電流值I為I = Upal/50/0. 004。所述充電系統(tǒng)還包括過(guò)放控制模塊，所述過(guò)放控制模塊分別與單片機(jī)主控模塊101和蓄電池模塊10相連接，用于實(shí)現(xiàn)過(guò)放保護(hù)功能。所述過(guò)放控制模塊的結(jié)構(gòu)如圖7所示，當(dāng)蓄電池電壓下降到設(shè)定的過(guò)放保護(hù)點(diǎn)(如11.5V)時(shí)，通過(guò)此模塊控制將蓄電池與負(fù)載斷開(kāi)，如果蓄電池電壓升高到過(guò)放恢復(fù)點(diǎn)(如13. 5V)，通過(guò)此模塊控制將蓄電池與負(fù)載連接。具體的，當(dāng)單片機(jī)主控模塊101的主控引腳PB5為高電平時(shí)，第i^一 MOS管Q82和第十二 MOS管Q84截止，蓄電池與負(fù)載斷開(kāi)，當(dāng)主控引腳PB5為低電平時(shí)，第i^一 MOS管Q82和第十二 MOS管Q84導(dǎo)通，蓄電池與負(fù)載接通。所述充電系統(tǒng)還包括液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊與單片機(jī)主控模塊101相連接，用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。液晶顯示模塊上可以顯示每單組電池的電壓，充電電路的電流及其充電方式(顯示總體充電后循環(huán)單組充電)，所以系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可以實(shí)時(shí)的顯示在液晶顯示模塊上。液晶顯示模塊如圖8所示。所述單片機(jī)主控模塊101還包括第七主控引腳TO3，第八主控引腳roe，第九主控引腳TO7，本系統(tǒng)優(yōu)選液晶顯示模塊為液晶屏TS-12864A-3，為了節(jié)約單片機(jī)引腳，使用串行連接顯示方式，單片機(jī)主控模塊101的第七主控引腳TO3、第八主控引腳roe、第九主控引腳PD7分別連接液晶屏的RS引腳，STD引腳，SCLK引腳。液晶屏的VO引腳可以連接至可調(diào)電位器的引腳，通過(guò)電位器的分壓調(diào)節(jié)液晶屏的對(duì)比度。單片機(jī)的PB3引腳控制液晶屏背光的亮滅。當(dāng)?shù)谄咧骺匾_PB3輸出為高電平時(shí)，第十六三極管Q43導(dǎo)通，液晶屏背光亮；當(dāng)?shù)谄咧骺匾_PB3輸出為低電平時(shí)，第十六三極管Q43截止，液晶屏背光滅。所述充電系統(tǒng)還包括電源模塊，所述電源模塊與蓄電池模塊105相連接,用于將蓄電池模塊105電壓變換成系統(tǒng)可用的電壓。所述電源模塊選用專用電源芯片，將蓄電池電壓變換成系統(tǒng)可用的5V電壓，具有3A的電流輸出，滿足系統(tǒng)的要求，所述電源模塊如圖9所示。所述充電系統(tǒng)還包括串口接口電路模塊，本系統(tǒng)采用SP385E-18芯片進(jìn)行串口連接，RS232的電氣接口是單端的、雙極性電源電路。由于RS-232采用的數(shù)據(jù)傳輸線路是非平衡的，且是無(wú)差分的接收方式，當(dāng)信號(hào)穿過(guò)電氣干擾環(huán)境時(shí)，發(fā)送的信號(hào)將會(huì)受到影響。故數(shù)據(jù)傳輸速率局限于20KB/s ;傳輸距離局限于15m，但RS-232也是目前最廣泛使用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從SP385E-18芯片管腳R20UT、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T20UT、R2IN送到電腦DB9插頭，用來(lái)實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)之間的通信，將被充電蓄電池電壓的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和集中管理，統(tǒng)計(jì)某一地區(qū)連續(xù)的太陽(yáng)輻照量，建立當(dāng)?shù)剌椪斩葏⒄毡恚龃诮涌陔娐纺K如圖10所示。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因·此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)主控模塊、總體充電模塊、總體充電防反充模塊、光伏電池模塊、蓄電池模塊、單組循環(huán)充電模塊和總體充電循環(huán)充電選擇模塊； 其中，所述光伏電池模塊與所述總體充電模塊、單組循環(huán)充電模塊和總體充電循環(huán)充電選擇模塊相連接，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊與所述總體充電模塊、單組循環(huán)充電模塊和單片機(jī)主控模塊相連接，所述總體充電模塊與所述蓄電池模塊和單片機(jī)主控模塊相連接，所述單組循環(huán)充電模塊與所述蓄電池模塊和單片機(jī)主控模塊相連接，所述總體充電防反充模塊設(shè)置在所述總體充電模塊內(nèi)，并與所述單片機(jī)主控模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述單組循環(huán)充電模塊包括 第一反相器D17、第一單組引腳BAT-、第二單組引腳BAT+、第三單組引腳BAT1、第四單組引腳BAT2、第五單組引腳PBO、第六單組引腳PB1、第七單組引腳PB2、第八單組引腳PV+、第九單組引腳PV-和第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路； 其中，所述第一反相器D17具有十四個(gè)反向引腳，分別為第一反向引腳、第二反向引腳、第三反向引腳……第十四反向引腳； 所述第五單組引腳PBO與第九反向引腳相連接，所述第六單組引腳PBl與第十一反向引腳相連接，所述第七單組引腳PB2與第十三反向引腳相連接，所述第一單組引腳BAT-分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路相連接，并且所述第一單組引腳BAT-與所述第一反相器D17的第七反向引腳相連接，所述第二單組引腳BAT+與第三單組充電電路相連接，所述第三單組引腳BATl分別與第一單組充電電路和第二單組充電電路相連接，所述第四單組引腳BAT2分別與第二單組充電電路和第三單組充電電路相連接，所述第八單組引腳PV+分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路相連接，所述第九單組引腳PV-分別與第一單組充電電路、第二單組充電電路、第三單組充電電路相連接，并且所述第九單組引腳PV-與光伏電池模塊的負(fù)極相連接； 所述第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路的第一接出端均與反相器D17的第十四反向引腳相連接； 所述第一單組充電電路的第二接出端與反相器的第十三反向引腳相連接，所述第一單組充電電路的第三接出端與反相器的第十二反向引腳相連接； 所述第二單組充電電路的第二接出端與反相器的第十一反向引腳相連接，所述第二單組充電電路的第三接出端與反相器的第十反向引腳相連接； 所述第三單組充電電路的第二接出端與反相器的第九反向引腳相連接，所述第三單組充電電路的第三接出端與反相器的第八反向引腳相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一單組充電電路、第二單組充電電路和第三單組充電電路結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一單組充電電路包括 第一光電稱合器D10,所述第一光電稱合器DlO具有十六個(gè)光電引腳,分別為第一光電引腳、第二光電引腳、第三光電引腳……第十六光電引腳，所述第二光電引腳、第四光電引腳、第六光電引腳和第八光電引腳相連接； 第一三極管Q8和第二三極管Q19,所述第一三極管Q8的集電極與第二三極管Q19的集電極相連接，所述第一三極管Q8的集電極和第二三極管Q19的集電極之間依次串聯(lián)有第一電阻R40和第二電阻R55,所述第一單組充電電路的第一接出端設(shè)置在第一電阻R40和第二電阻R55之間，所述第一三極管Q8的基極與第三電阻R48的第一端相連接，所述第一單組充電電路的第二接出端設(shè)置在第三電阻R48的第二端，所述第一三極管Q8的發(fā)射極分別與第一光電耦合器DlO的第一光電引腳和第三光電引腳相連接，所述第二三極管Q19的基極與第四電阻R63的第一端相連接，所述第一單組充電電路的第三接出端設(shè)置在第四電阻R63的第二端，所述第二三極管Q19的發(fā)射極分別與第一光電耦合器DlO的第五光電引腳和第七光電引腳相連接； 第一二極管D15、第一 MOS管Q23和第二 MOS管Q25，所述第一 MOS管Q23的柵極分別與第十一光電引腳和第十五光電引腳相連接，所述第一MOS管Q23的源極通過(guò)第五電阻R51與第十二光電引腳相連接，通過(guò)第六電阻R60與第十光電引腳相連接，并且通過(guò)第七電阻R62與第二 MOS管Q25的源極相連接，所述第一 MOS管Q23的漏極與第一二極管D15的陰極相連接，并且所述第一二極管D15的陽(yáng)極通過(guò)第八電阻R49分別與第一第四光電引腳和第 二 MOS管Q25的漏極相連接，并且所述第一二極管D15的陽(yáng)極與第一第六光電引腳相連接，在第一二極管D15的陽(yáng)極與第一第六光電引腳之間串聯(lián)有第八電阻R49和第九電阻R37，所述第二 MOS管25的柵極分別與第九光電引腳和第十三光電引腳相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二單組充電電路包括第二光電耦合器D19、第三三極管Q28、第四三極管Q37、第二二極管D27、第三MOS管Q39、第四MOS管Q45、第十電阻R81、第i^一電阻R87、第十二電阻R93、第十三電阻R103、第十四電阻R76、第十五電阻R88、第十六電阻R89、第十七電阻R97和第十八電阻R106 ； 所述第三單組充電電路包括第三光電耦合器D32、第五三極管Q54、第六三極管Q59、第三二極管D36、第五MOS管Q62、第六MOS管Q63、第十九電阻R141、第二十電阻R147、第二i^一電阻R129、第二十二電阻R124、第二十三電阻R148、第二十四電阻R142、第二十五電阻R136、第二十六電阻R134和第二十七電阻R121。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述充電系統(tǒng),其特征在于,所述第一單組引腳BAT-分別與第一光電率禹合器D10、第二光電稱合器D19和第三光電稱合器D32的第八光電引腳相連接,并且與第一單組充電電路的第一二極管D15的陽(yáng)極相連接； 所述第二單組引腳BAT+與第三單組充電電路的第六MOS管Q63的源極相連接； 所述第三單組引腳BATl與第一單組充電電路的第二 MOS管Q25的源極相連接，并且與第二單組充電電路的第二二極管D27的陽(yáng)極相連接； 所述第四單組引腳BAT2與第二單組充電電路的第四MOS管Q45的源極相連接，并且與第三單組充電電路的第三二極管D36的陽(yáng)極相連接； 所述第八單組弓I腳PV+分別與第一光電稱合器DlO、第二光電稱合器D19和第三光電率禹合器D32的第十四光電引腳相連接，并且與第一單組充電電路的第一二極管D15的陽(yáng)極相連接； 所述第九單組引腳PV-分別與第一 MOS管D23、第三MOS管D39、第五MOS管D62的源極相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述總體充電循環(huán)充電選擇模塊包括 第七三極管Q69，所述第七三極管Q69的發(fā)射極接有5V的電壓，所述第七三極管Q69的基極通過(guò)第二十八電阻R161與單片機(jī)主控模塊相連接；單刀雙置繼電器，所述單刀雙置繼電器的常閉觸點(diǎn)一端與總體充電模塊相連接，所述單刀雙置繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)一端與單組循環(huán)充電模塊的第八單組引腳PV+相連接，所述單刀雙置繼電器的輸入端與光伏電池模塊的正極相連接，所述單刀雙置繼電器的第一控制端與第七三極管Q69的集電極相連接； 第四二極管D44，所述第四二極管D44的陽(yáng)極與所述單刀雙置繼電器的第二控制端相連接，所述第四二極管D44的陰極與所述第七三極管Q69的基極相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)主控模塊包括 第一主控引腳PBO，所述第一主控引腳PBO與第五單組引腳PBO相連接； 第二主控引腳PB1，所述第二主控引腳PBl與第六單組引腳PBl相連接； 第三主控引腳PB2，所述第三主控引腳PB2與第七單組引腳PB2相連接； 第四主控引腳PC7，所述第四主控引腳PC7與總體充電循環(huán)充電選擇模塊相連接； 第五主控弓I腳PD4和第六主控弓I腳PD5，所述第五主控弓I腳PD4和第六主控弓I腳PD5分別與總體充電模塊相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述總體充電模塊包括 第一總體充電引腳PV-,所述第一總體充電引腳PV-與光伏電池模塊的負(fù)極相連接；第二總體充電引腳PV+，所述第二總體充電引腳PV+與總體充電循環(huán)充電選擇模塊相連接； 第三總體充電引腳BAT+，所述第三總體充電引腳BAT+與單組循環(huán)充電模塊的第一單組引腳BAT-相連接； 第四總體充電引腳BAT-，所述第四總體充電引腳BAT-與單組循環(huán)充電模塊的第二單組引腳BAT+相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述充電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池模塊包括 第一蓄電池，所述第一蓄電池的正極與單組循環(huán)充電模塊的第一單組引腳BAT-相連接，所述第一蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊的第三單組引腳BATl相連接； 第二蓄電池，所述第二蓄電池的正極與第一蓄電池的負(fù)極相連接，所述第二蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊的第四單組引腳BAT2相連接； 第三蓄電池，所述第三蓄電池的正極與第二蓄電池的負(fù)極相連接，所述第三蓄電池的負(fù)極與單組循環(huán)充電模塊的第二單組引腳BAT+相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 蓄電池的電壓采集模塊，所述蓄電池的電壓采集模塊分別與單片機(jī)主控模塊和蓄電池模塊相連接，用于采集蓄電池模塊的電壓，并反饋給單片機(jī)主控模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 充電電流采集模塊，所述充電電流采集模塊分別與單片機(jī)主控模塊和蓄電池模塊相連接，用于采集蓄電池模塊的充電電流，并反饋給單片機(jī)主控模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 過(guò)放控制模塊，所述過(guò)放控制模塊分別與單片機(jī)主控模塊和蓄電池模塊相連接，用于實(shí)現(xiàn)過(guò)放保護(hù)功能。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊與單片機(jī)主控模塊相連接，用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 電源模塊，所述電源模塊與蓄電池模塊相連接，用于將蓄電池電壓變換成系統(tǒng)可用的電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括串口接口電路模塊。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)，包括單片機(jī)主控模塊、總體充電模塊、總體充電防反充模塊、光伏電池模塊、蓄電池模塊、單組循環(huán)充電模塊和總體充電循環(huán)充電選擇模塊。所述光伏電池離網(wǎng)分層均衡充電系統(tǒng)較現(xiàn)有的充電系統(tǒng)增加了總體充電循環(huán)充電選擇模塊和單組循環(huán)充電模塊，利用總體充電循環(huán)充電選擇模塊依據(jù)外界光照條件選擇充電模式，即在光伏電池模塊的發(fā)電電壓低于蓄電池模塊的充電電壓時(shí)，單片機(jī)主控模塊會(huì)控制系統(tǒng)的總體充電循環(huán)充電選擇模塊選擇單組循環(huán)充電模塊對(duì)蓄電池模塊進(jìn)行充電，擴(kuò)大單片機(jī)主控模塊的控制電壓范圍，使能源得到最大化利用。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202602323SQ20122018616
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者張占輝, 梁新田, 郭林浩, 王占友, 代松, 周海亮, 甄云云 申請(qǐng)人:英利能源(中國(guó))有限公司