專利名稱：一種高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能電源管理系統(tǒng)，尤其是涉及一種高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池組件(Solar cells)是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實(shí)現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置，在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達(dá)國家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。目前從民用的角度，在國外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是光伏——建筑(照明)一體化技術(shù)，而國內(nèi)主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括:太陽能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。但是，目前市場上的太陽能發(fā)電及管理想還是存在以下缺陷:太陽能的利用率不高，充電效率低，增加了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池和蓄電池的使用量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其解決了以下技術(shù)問題:太陽能的利用率不高，充電效率低，增加了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池和蓄電池的使用量。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了以下方案:—種高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，包括充電模塊、輸出模塊、系統(tǒng)指示模塊、聲音報(bào)警模塊以及負(fù)載探測模塊，其特征在于:充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執(zhí)行開關(guān)、緩沖存儲(chǔ)器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，可編程控制器向充電執(zhí)行開關(guān)發(fā)送脈沖控制信號(hào)，充電執(zhí)行開關(guān)信號(hào)輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲(chǔ)器與充電執(zhí)行開關(guān)信號(hào)連接。進(jìn)一步，輸出模塊包括可編程控制器、多路電子開關(guān)、多個(gè)用戶接線端口、蓄電池電壓采集器以及蓄電池，其中，可編程控制器存在多個(gè)輸出控制信號(hào)端用于輸出不同的交流控制信號(hào)或/和直流控制信號(hào)，多路電子開關(guān)也對應(yīng)存在多個(gè)輸入端用于接收不同的交流控制信號(hào)或/直流控制信號(hào)，多路電子開關(guān)的輸出端通過逆變器或多個(gè)恒壓器與多個(gè)用戶接線端口連接；蓄電池一個(gè)信號(hào)輸出端與多路電子開關(guān)信號(hào)連接，蓄電池另一個(gè)信號(hào)輸出端通過蓄電池電壓采集器與可編程控制器信號(hào)連接；可編程控制器能夠接收負(fù)載探測反饋信號(hào)和發(fā)出負(fù)載探測請求信號(hào)。[0009]進(jìn)一步，所述逆變器包括正弦波PWM信號(hào)產(chǎn)生器、波形優(yōu)化器、全橋逆變電路、高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻升壓器以及濾波器，多路電子開關(guān)的一個(gè)輸出端存在三路信號(hào)，其中一路依次經(jīng)過PWM信號(hào)產(chǎn)生器、波形優(yōu)化器以及全橋逆變電路，另一路依次經(jīng)過高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻升壓器以及全橋逆變電路，第三路直接發(fā)送至高頻升壓器；全橋逆變電路輸出端通過濾波器與AC220V用戶接線端口連接。進(jìn)一步，所述恒壓器包括高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻穩(wěn)壓器以及濾波器，多路電子開關(guān)輸出的直流信號(hào)依次通過高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻穩(wěn)壓器以及濾波器最終達(dá)到DC用戶接線端口。進(jìn)一步，所述系統(tǒng)指示模塊包括系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈集成器；所述可編程控制器根據(jù)其輸入端接收蓄電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)、太陽能電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)以及負(fù)載探測信號(hào)，發(fā)出多路指示燈控制信號(hào)控制系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈集成器。進(jìn)一步，聲音報(bào)警模塊包括一蜂鳴器；所述可編程控制器根據(jù)其輸入端接收蓄電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)、太陽能電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)以及負(fù)載探測信號(hào)，所述可編程控制器發(fā)出蜂鳴器控制信號(hào)控制蜂鳴器。進(jìn)一步，負(fù)載探測模塊包括多路負(fù)載電流探測器，多個(gè)用戶接線端口連接至多路負(fù)載電流探測器的輸入端，所述可編程控制器將負(fù)載探測請求信號(hào)發(fā)送至多路負(fù)載電流探測器，多路負(fù)載電流探測器根據(jù)對多個(gè)用戶接線端口探測結(jié)果向所述可編程控制器發(fā)回負(fù)載探測反饋信號(hào)。該高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)相比，具有以下有益效果:(I)本實(shí)用新型野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)通過緩沖充電技術(shù)和脈寬調(diào)制充電技術(shù)提高了對太陽能的利用率，實(shí)現(xiàn)了不間斷充電，在同等光照條件下與傳統(tǒng)的太陽能充電技術(shù)相比，充電效率提高了 30%以上，可大大降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池和蓄電池的使用量。(2)本實(shí)用新型高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)由于多路DC輸出和一路AC輸出可滿足用戶不同的需求，使該系統(tǒng)的應(yīng)用空間大大增加，空載休眠的功能可使系統(tǒng)的空載損耗較傳統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)降低60%以上，良好的系統(tǒng)指示功能和聲音預(yù)警功能使用戶更方便的了解系統(tǒng)的工作情況，具有很好的操作性。

圖1:本實(shí)用新型中充電模塊的方框結(jié)構(gòu)圖；圖2:本實(shí)用新型中輸出模塊的方框結(jié)構(gòu)圖；圖3:本實(shí)用新型中AC220V逆變器的方框結(jié)構(gòu)圖；圖4:本實(shí)用新型中DC穩(wěn)壓輸出模塊的方框結(jié)構(gòu)圖；圖5:本實(shí)用新型中系統(tǒng)指示模塊和聲音報(bào)警模塊的方框結(jié)構(gòu)圖；圖6:本實(shí)用新型中負(fù)載探測模塊的方框結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1至圖6,對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:[0024]如圖1所示，充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執(zhí)行開關(guān)、緩沖存儲(chǔ)器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，可編程控制器向充電執(zhí)行開關(guān)發(fā)送脈沖控制信號(hào)，充電執(zhí)行開關(guān)信號(hào)輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲(chǔ)器與充電執(zhí)行開關(guān)信號(hào)連接。如圖2所示，輸出模塊包括可編程控制器、多路電子開關(guān)、多個(gè)用戶接線端口、蓄電池電壓采集器以及蓄電池，其中，可編程控制器存在多個(gè)輸出控制信號(hào)端用于輸出不同的交流控制信號(hào)或/和直流控制信號(hào)，多路電子開關(guān)也對應(yīng)存在多個(gè)輸入端用于接收不同的交流控制信號(hào)或/和直流控制信號(hào)，多路電子開關(guān)的輸出端通過逆變器或多個(gè)恒壓器與多個(gè)用戶接線端口連接；蓄電池一個(gè)信號(hào)輸出端與多路電子開關(guān)信號(hào)連接，蓄電池另一個(gè)信號(hào)輸出端通過蓄電池電壓采集器與可編程控制器信號(hào)連接；可編程控制器能夠接收負(fù)載探測反饋信號(hào)和發(fā)出負(fù)載探測請求信號(hào)。如圖3所示，逆變器包括正弦波PWM信號(hào)產(chǎn)生器、波形優(yōu)化器、全橋逆變電路、高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻升壓器以及濾波器，多路電子開關(guān)的一個(gè)輸出端存在三路信號(hào)，其中一路依次經(jīng)過PWM信號(hào)產(chǎn)生器、波形優(yōu)化器以及全橋逆變電路，另一路依次經(jīng)過高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻升壓器以及全橋逆變電路，第三路直接發(fā)送至高頻升壓器；全橋逆變電路輸出端通過濾波器與AC220V用戶接線端口連接。如圖4所示，恒壓器包括高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻穩(wěn)壓器以及濾波器，多路電子開關(guān)輸出的直流信號(hào)依次通過高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻穩(wěn)壓器以及濾波器最終達(dá)到DC用戶接線端口。如圖5所示，系統(tǒng)指示模塊包括系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈集成器?？删幊炭刂破鞲鶕?jù)其輸入端接收蓄電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)、太陽能電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)以及負(fù)載探測信號(hào)，發(fā)出多路指示燈控制信號(hào)控制系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈集成器。聲音報(bào)警模塊包括一蜂鳴器。可編程控制器根據(jù)其輸入端接收蓄電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)、太陽能電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)以及負(fù)載探測信號(hào)，發(fā)出蜂鳴器控制信號(hào)控制蜂鳴器。如圖6所示，負(fù)載探測模塊包括5路負(fù)載電流探測器，5個(gè)用戶接線端口連接至多路負(fù)載電流探測器的輸入端，可編程控制器將負(fù)載探測請求信號(hào)發(fā)送至5路負(fù)載電流探測器，5路負(fù)載電流探測器根據(jù)對5個(gè)用戶接線端口探測結(jié)果向可編程控制器發(fā)回負(fù)載探測反饋信號(hào)。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，包括充電模塊、輸出模塊、系統(tǒng)指不模塊、聲音報(bào)警模塊以及負(fù)載探測模塊，其特征在于:充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執(zhí)行開關(guān)、緩沖存儲(chǔ)器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，可編程控制器向充電執(zhí)行開關(guān)發(fā)送脈沖控制信號(hào)，充電執(zhí)行開關(guān)輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲(chǔ)器與充電執(zhí)行開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其特征在于:輸出模塊包括可編程控制器、多路電子開關(guān)、多個(gè)用戶接線端口、蓄電池電壓采集器以及蓄電池，其中，可編程控制器存在多個(gè)輸出控制信號(hào)端用于輸出不同的交流控制信號(hào)或/和直流控制信號(hào)，多路電子開關(guān)也對應(yīng)存在多個(gè)輸入端用于接收不同的交流控制信號(hào)或/直流控制信號(hào)，多路電子開關(guān)的輸出端通過逆變器或多個(gè)恒壓器與多個(gè)用戶接線端口連接；蓄電池一個(gè)信號(hào)輸出端與多路電子開關(guān)信號(hào)連接，蓄電池另一個(gè)信號(hào)輸出端通過蓄電池電壓采集器與可編程控制器信號(hào)連接；可編程控制器能夠接收負(fù)載探測反饋信號(hào)和發(fā)出負(fù)載探測請求信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述逆變器包括正弦波PWM信號(hào)產(chǎn)生器、波形優(yōu)化器、全橋逆變電路、高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻升壓器以及濾波器，多路電子開關(guān)的一個(gè)輸出端存在三路信號(hào)，其中一路依次經(jīng)過PWM信號(hào)產(chǎn)生器、波形優(yōu)化器以及全橋逆變電路，另一路依次經(jīng)過高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻升壓器以及全橋逆變電路，第三路直接發(fā)送至高頻升壓器；全橋逆變電路輸出端通過濾波器與AC220V用戶接線端口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述恒壓器包括高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻穩(wěn)壓器以及濾波器，多路電子開關(guān)輸出的直流信號(hào)依次通過高頻PWM信號(hào)產(chǎn)生器、高頻穩(wěn)壓器以及濾波器最終達(dá)到DC用戶接線端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)指示模塊包括系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈集成器；所述可編程控制器根據(jù)其輸入端接收蓄電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)、太陽能電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)以及負(fù)載探測信號(hào)，發(fā)出多路指示燈控制信號(hào)控制系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈集成器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其特征在于:聲音報(bào)警模塊包括一蜂鳴器；所述可編程控制器根據(jù)其輸入端接收蓄電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)、太陽能電池電壓采集器發(fā)送的電壓信號(hào)以及負(fù)載探測信號(hào)，所述可編程控制器發(fā)出蜂鳴器控制信號(hào)控制蜂鳴器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，其特征在于:負(fù)載探測模塊包括多路負(fù)載電流探測器，多個(gè)用戶接線端口連接至多路負(fù)載電流探測器的輸入端，所述可編程控制器將負(fù)載探測請求信號(hào)發(fā)送至多路負(fù)載電流探測器，多路負(fù)載電流探測器根據(jù)對多個(gè)用戶接線端口探測結(jié)果向所述可編程控制器發(fā)回負(fù)載探測反饋信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高效低耗的野外應(yīng)急太陽能電源管理系統(tǒng)，包括充電模塊、輸出模塊、系統(tǒng)指示模塊、聲音報(bào)警模塊以及負(fù)載探測模塊，其特征在于充電模塊包括可編程控制器、蓄電池電壓采集器、太陽能電池電壓采集器、充電執(zhí)行開關(guān)、緩沖存儲(chǔ)器、太陽能電池以及蓄電池，其中蓄電池電壓采集器將采集到的蓄電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，太陽能電池電壓采集器也將采集到的太陽能電池電壓信號(hào)發(fā)送至可編程控制器，可編程控制器向充電執(zhí)行開關(guān)發(fā)送脈沖控制信號(hào)，充電執(zhí)行開關(guān)信號(hào)輸出端與蓄電池連接；太陽能電池輸出端通過緩沖存儲(chǔ)器與充電執(zhí)行開關(guān)信號(hào)連接。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202997620SQ20122067730
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者李國新 申請人:成都新炎科技有限責(zé)任公司