一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，該電路包括太陽能光伏板充電管理電路、鋰電池管理電路、USB-5V穩(wěn)壓電路、電量檢測與輸出控制電路。太陽能光伏板充電管理電路主要由太陽能電池充電管理芯片CN3722及其相關外圍電路組成；鋰電池管理電路包括鋰離子可充電電池保護用芯片S-8054A及其外圍電路組成；12V轉USB-5V穩(wěn)壓輸出電路將蓄電池電壓轉換為USB的5V電壓輸出給其他用電負載用電；所述的電量檢測與輸出控制電路主要用以實現(xiàn)蓄電池電量的檢測和5級顯示。本發(fā)明可以實現(xiàn)光伏電池板電能的轉換和儲存，環(huán)保節(jié)能；保護電池壽命；設置兩路輸出，同時可給12V用電負載和5V-USB用電負載供電。
【專利說明】一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理控制電路
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明主要涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，主要用于對由光伏發(fā)電板和蓄電池以及負載組成的能量系統(tǒng)進行能量管理和控制。
【背景技術】
[0002]能源集約型社會光伏作為一種清潔能源倍受青睞，光伏能源目前在公共設置中得到較為廣泛的應用。太陽能熱水器是一種光熱裝置，在其上加裝光伏系統(tǒng)，以收集太陽能轉換為電能供氣控制器等使用?，F(xiàn)在技術中，單獨的光伏電源無法做到能量的合理利用和多方式利用。為了實現(xiàn)對光伏儲存的清潔能源進行科學管理和多種途徑高效利用，針對光伏太陽能電池板、蓄電池和用電負載組成的系統(tǒng)設計合理的光伏能源管理控制電路顯得尤為重要。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提出一套對能量系統(tǒng)進行能源管理和控制，可對太陽能光伏板發(fā)出的電能進行儲存，實現(xiàn)鋰電池充放電管理，同時設置電源輸出口實現(xiàn)電能的多種用途合理利用的一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理控制電路。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特點是:
該電路包括太陽能光伏板充電管理電路、鋰電池管理電路、12V轉USB-5V穩(wěn)壓電路、電量檢測與輸出控制電路；
所述的太陽能光伏板充電管理電路主要由太陽能電池充電管理芯片CN3722及其相關外圍電路組成，CN3722連接光伏充電器和蓄電池，控制其充電，實現(xiàn)鋰電池組的恒壓和恒流充電；
所述的鋰電池管理電路包括鋰離子可充電電池保護用芯片S-8054A及其外圍電路組成；S-8054A對電池充放電進行三段監(jiān)測，通過對充放電回路上的MOS管進行調制控制以控制電池合理充放電；
所述的USB-5V穩(wěn)壓輸出電路將蓄電池電壓轉換為USB的5V電壓輸出給其他用電負載用電；
所述的電量檢測與輸出控制電路主要用以實現(xiàn)蓄電池電量的檢測和5級顯示，同時觸控開關可以控制輸出電源的通斷控制輸出狀態(tài)；觸控開關周圍設背光板用以顯示輸出電源通斷狀態(tài)；
該電路圍繞電氣節(jié)點VBAT (蓄電池組正極電壓)分布，板充電管理電路通過MOS管M4連接光伏充電端口 Jl和蓄電池正極，Ul芯片CN3722通過引腳16-DRV控制M4通斷狀態(tài)以控制蓄電池充電；鋰電池管理電路通過兩個MOS管M5、M6連接蓄電池和整體電路，U2芯片S-8254A控制引腳1-C0P和2-D0P控制M5和M6的通斷以控制鋰電池組充放電；12V轉USB-5V穩(wěn)壓輸出電路通過穩(wěn)壓芯片U7 LM2596S-5.0的1-VIN引腳取蓄電池電壓VBAT，將其轉換成5V電壓輸出給USB用電器；電量檢測和輸出控制電路利用UlOl ATtiny24-20SSU的引腳PAO采集蓄電池電壓VBAT的值，并通過點亮LED輸出顯示電池電量。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特點是:太陽能光伏板充電管理電路中:光伏電池板所產生的電能通過充電口 Jl輸出，此電能經(jīng)過MOS管M4輸入到蓄電池VBAT端；Ul芯片CN3722通過其MPPT引腳獲取充電最大功率點，同時通過CSP引腳獲取充電電流信號和FB引腳獲取電池電壓信號；U1通過DRV引腳對MOS管M4進行調制，實現(xiàn)恒壓充電和恒流充電，并通過STATl和STAT2兩個引腳反應不同的充電狀態(tài)。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特點是:鋰電池管理電路中:電池組保護用芯片U2 S-8254A對蓄電池組每個電池單元進行電壓檢測和3段過電流檢測，通過控制M5和M6兩個MOS管的開閉控制蓄電池的充放電狀態(tài)，對過流和過充的情況作出相應的保護，以保護蓄電池組。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特點是:USB-5V穩(wěn)壓電路中:U7LM2596S-5.0是一個5端穩(wěn)壓元件，該元件將蓄電池VBAT的12V電壓轉換為5V，并通過USB插座JlOl給外圍負載提供5V的穩(wěn)定電源。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特點是:電量檢測與輸出控制電路中=UlOlATtiny24-20SSU為一個8位電源控制MCU，通過R14和R18組成的分壓電路，其13引腳采VBAT蓄電池正極輸出端的電壓，并通過8、9、10、11、12這五個弓I腳控制HLl，HL2，HL3，HL4，HL5這組發(fā)光二極管的亮滅，分5檔顯示蓄電池的電量值；觸摸開關Kl與U4單鍵電容式觸摸按鍵IC-JR223B連接，將開關信號輸入U101，U101根據(jù)該信號控制7引腳輸出電平，通過由三極管Q103組成的開關電路控制繼電器U3開斷，以實現(xiàn)輸出端口 J2的上電控制；同時UlOl接收到觸摸信號后，調整3引腳電平，通過由三級管Ql組成的開關電路，控制接插件P2的通電狀態(tài)，其中P2外接觸摸開關Kl周圍的背光底板，用以示意當前輸出端口 J2的工作狀態(tài)。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.實現(xiàn)光伏電池板電能的轉換和儲存，環(huán)保節(jié)能；
2.實現(xiàn)光伏充電和鋰電池組充放電的管理，保護電池壽命；
3.設置兩路輸出，同時可給12V用電負載和5V-USB用電負載供電,方便實用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路框圖；
圖2為太陽能光伏板充電管理電路圖；
圖3為鋰電池管理電路圖；
圖4為12V轉USB-5V穩(wěn)壓輸出電路圖；
圖5為電量檢測與輸出控制電路圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明，以使本【技術領域】的技術人員進一步地理解本發(fā)明，而不構成對本發(fā)明權利的限制。
[0012]實施例1,參照圖1 一 5, —種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，
該電路包括太陽能光伏板充電管理電路、鋰電池管理電路、12V轉USB-5V穩(wěn)壓電路、電量檢測與輸出控制電路；
所述的太陽能光伏板充電管理電路主要由太陽能電池充電管理芯片CN3722及其相關外圍電路組成，CN3722連接光伏充電器和蓄電池，控制其充電，實現(xiàn)鋰電池組的恒壓和恒流充電；
所述的鋰電池管理電路包括鋰離子可充電電池保護用芯片S-8054A及其外圍電路組成；S-8054A對電池充放電進行三段監(jiān)測，通過對充放電回路上的MOS管進行調制控制以控制電池合理充放電；
所述的USB-5V穩(wěn)壓輸出電路將蓄電池電壓轉換為USB的5V電壓輸出給其他用電負載用電；
所述的電量檢測與輸出控制電路主要用以實現(xiàn)蓄電池電量的檢測和5級顯示，同時觸控開關可以控制輸出電源的通斷控制輸出狀態(tài)；觸控開關周圍設背光板用以顯示輸出電源通斷狀態(tài)；
該電路圍繞電氣節(jié)點VBAT分布，板充電管理電路通過MOS管M4連接光伏充電端口 Jl和蓄電池正極，Ul芯片CN3722通過引腳16-DRV控制M4通斷狀態(tài)以控制蓄電池充電；鋰電池管理電路通過兩個MOS管M5、M6連接蓄電池和整體電路，U2芯片S-8254A控制引腳1-C0P和2-D0P控制M5和M6的通斷以控制鋰電池組充放電；12V轉USB-5V穩(wěn)壓輸出電路通過穩(wěn)壓芯片U7 LM2596S-5.0的1-VIN引腳取蓄電池電壓VBAT，將其轉換成5V電壓輸出給USB用電器；電量檢測和輸出控制電路利用UlOl ATtiny24-20SSU的引腳PAO采集蓄電池電壓VBAT的值，并通過點亮LED輸出顯示電池電量。
[0013]實施例2，參照圖2，實施例1所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路中:太陽能光伏板充電管理電路中:光伏電池板所產生的電能通過充電口 Jl輸出，此電能經(jīng)過MOS管M4輸入到蓄電池VBAT端;U1芯片CN3722通過其MPPT弓丨腳獲取充電最大功率點，同時通過CSP引腳獲取充電電流信號和FB引腳獲取電池電壓信號;U1通過DRV引腳對MOS管M4進行調制，實現(xiàn)恒壓充電和恒流充電，并通過STATl和STAT2兩個引腳反應不同的充電狀態(tài)。
[0014]實施例3，參照圖3，實施例1或2所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路中:鋰電池管理電路中:電池組保護用芯片U2 S-8254A對蓄電池組每個電池單元進行電壓檢測和3段過電流檢測，通過控制M5和M6兩個MOS管的開閉控制蓄電池的充放電狀態(tài)，對過流和過充的情況作出相應的保護，以保護蓄電池組。
[0015]實施例4，參照圖4，實施例1或2或3所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路中:USB-5V穩(wěn)壓電路中:U7 LM2596S-5.0是一個5端穩(wěn)壓元件，該元件將蓄電池VBAT的12V電壓轉換為5V，并通過USB插座JlOl給外圍負載提供5V的穩(wěn)定電源。
[0016]實施例5,參照圖5,實施例1 一 4任何一項所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路中:電量檢測與輸出控制電路中=UlOl ATtiny24-20SSU為一個8位電源控制MCU，通過R14和R18組成的分壓電路，其13引腳采VBAT蓄電池正極輸出端的電壓，并通過8、9、10、11、12這五個引腳控制HL1，HL2，HL3，HL4，HL5這組發(fā)光二極管的亮滅，分5檔顯示蓄電池的電量值；觸摸開關Kl與U4單鍵電容式觸摸按鍵IC-JR223B連接，將開關信號輸入U101，U101根據(jù)該信號控制7引腳輸出電平，通過由三極管Q103組成的開關電路控制繼電器U3開斷，以實現(xiàn)輸出端口 J2的上電控制；同時UlOl接收到觸摸信號后，調整3引腳電平，通過由三級管Ql組成的開關電路，控制接插件P2的通電狀態(tài)，其中P2外接觸摸開關Kl周圍的背光底板，用以示意當前輸出端口 J2的工作狀態(tài)。
【權利要求】
1.一種多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特征在于: 該電路包括太陽能光伏板充電管理電路、鋰電池管理電路、12V轉USB-5V穩(wěn)壓電路、電量檢測與輸出控制電路； 所述的太陽能光伏板充電管理電路主要由太陽能電池充電管理芯片CN3722及其相關外圍電路組成，CN3722連接光伏充電器和蓄電池，控制其充電，實現(xiàn)鋰電池組的恒壓和恒流充電； 所述的鋰電池管理電路包括鋰離子可充電電池保護用芯片S-8054A及其外圍電路組成；S-8054A對電池充放電進行三段監(jiān)測，通過對充放電回路上的MOS管進行調制控制以控制電池合理充放電； 所述的USB-5V穩(wěn)壓輸出電路將蓄電池電壓轉換為USB的5V電壓輸出給其他用電負載用電； 所述的電量檢測與輸出控制電路主要用以實現(xiàn)蓄電池電量的檢測和5級顯示，同時觸控開關可以控制輸出電源的通斷控制輸出狀態(tài)；觸控開關周圍設背光板用以顯示輸出電源通斷狀態(tài)； 該電路圍繞電氣節(jié)點VBAT分布，板充電管理電路通過MOS管M4連接光伏充電端口 Jl和蓄電池正極，Ul芯片CN3722通過引腳16-DRV控制M4通斷狀態(tài)以控制蓄電池充電；鋰電池管理電路通過兩個MOS管M5、M6連接蓄電池和整體電路，U2芯片S-8254A控制弓I腳1-C0P和2-D0P控制M5和M6的通斷以控制鋰電池組充放電；12V轉USB-5V穩(wěn)壓輸出電路通過穩(wěn)壓芯片U7 LM2596S-5.0的1-VIN引腳取蓄電池電壓VBAT，將其轉換成5V電壓輸出給USB用電器；電量檢測和輸出控制電路利用UlOl ATtiny24-20SSU的引腳PAO采集蓄電池電壓VBAT的值，并通過點亮LED輸出顯示電池電量。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特征在于:太陽能光伏板充電管理電路中:光伏電池板所產生的電能通過充電口 Jl輸出，此電能經(jīng)過MOS管M4輸入到蓄電池VBAT端;U1芯片CN3722通過其MPPT引腳獲取充電最大功率點，同時通過CSP引腳獲取充電電流信號和FB引腳獲取電池電壓信號;U1通過DRV引腳對MOS管M4進行調制，實現(xiàn)恒壓充電和恒流充電，并通過STATl和STAT2兩個引腳反應不同的充電狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特征在于:鋰電池管理電路中:電池組保護用芯片U2 S-8254A對蓄電池組每個電池單元進行電壓檢測和3段過電流檢測，通過控制M5和M6兩個MOS管的開閉控制蓄電池的充放電狀態(tài)，對過流和過充的情況作出相應的保護，以保護蓄電池組。
4.根據(jù)權利要求1所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特征在于:USB-5V穩(wěn)壓電路中:U7 LM2596S-5.0是一個5端穩(wěn)壓元件，該元件將蓄電池VBAT的12V電壓轉換為5V，并通過USB插座JlOl給外圍負載提供5V的穩(wěn)定電源。
5.根據(jù)權利要求1所述的多功能光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制電路，其特征在于:電量檢測與輸出控制電路中=UlOl ATtiny24-20SSU為一個8位電源控制MCU，通過R14和R18組成的分壓電路，其13引腳采VBAT蓄電池正極輸出端的電壓，并通過8、9、10、11、12這五個引腳控制HL1，HL2，HL3，HL4，HL5這組發(fā)光二極管的亮滅，分5檔顯示蓄電池的電量值；觸摸開關Kl與U4單鍵電容式觸摸按鍵IC-JR223B連接，將開關信號輸入U101，UlOl根據(jù)該信號控制7引腳輸出電平，通過由三極管Q103組成的開關電路控制繼電器U3開斷，以實現(xiàn)輸出端口 J2的上電控制；同時UlOl接收到觸摸信號后，調整3引腳電平，通過由三級管Ql組成的開關電路，控制接插件P2的通電狀態(tài)，其中P2外接觸摸開關Kl周圍的背光底板，用以示意當前輸出端口 J2的工作狀態(tài)。
【文檔編號】H02S40/30GK104270086SQ201410517040
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】顧常杰 申請人:連云港眾沃太陽能技術有限公司