一種可雙向充電的mppt光伏充電控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能充電控制器的拓?fù)潆娐罚唧w是一種可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于太陽(yáng)能電池板的輸出特性受外界因素影響較大，主要受光照強(qiáng)度和溫度等環(huán)境的影響，最大功率點(diǎn)(輸出電壓與輸出電流的乘積)經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化。MPPT控制器目的是為了提高發(fā)電系統(tǒng)效率，力求根據(jù)不同的條件來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，使太陽(yáng)能電池板時(shí)刻工作在最大工作功率點(diǎn)附近。MPPT充電控制器是傳統(tǒng)PWM充電控制的升級(jí)替代產(chǎn)品。
[0003]圖1是現(xiàn)有的市場(chǎng)上應(yīng)用最廣的降壓MPPT控制器的拓?fù)鋱D，要求太陽(yáng)能板的最大工作點(diǎn)電壓較蓄電池電壓要高。PV代表太陽(yáng)能板，BAT代表蓄電池。Ml是防止蓄電池在夜間通過(guò)太陽(yáng)能板放電，同時(shí)也在太陽(yáng)能板接反時(shí)起到保護(hù)CAPl電容的作用，M2是主開(kāi)關(guān)管，Dl是續(xù)流二極管，L2是降壓電感，M3是低電壓側(cè)的蓄電池接反后起保護(hù)作用，CAP2是輸出濾波電感，BAT是儲(chǔ)能的蓄電池，通過(guò)采集RESl上流過(guò)電流和蓄電池電壓的太小來(lái)判斷太陽(yáng)能板是否工作在最大工作點(diǎn)。
[0004]圖2是現(xiàn)有的市場(chǎng)上應(yīng)用最廣的升壓MPPT控制器的拓?fù)鋱D，要求太陽(yáng)能板的最大工作點(diǎn)電壓較蓄電池電壓要低。PV代表太陽(yáng)能板，BAT代表蓄電池。W43是防止蓄電池在夜間通過(guò)太陽(yáng)能板放電，同時(shí)也在太陽(yáng)能板接反時(shí)起到保護(hù)CAP42電容的作用，W42是主開(kāi)關(guān)管，D41是升壓二極管，L20是升壓電感，W41是低電壓側(cè)的蓄電池接反后起保護(hù)作用，CAP42是輸出濾波電感，BAT是儲(chǔ)能的蓄電池，通過(guò)采集RES21上流過(guò)電流和蓄電池電壓的太小來(lái)判斷太陽(yáng)能板是否工作在最大工作點(diǎn)。
[0005]現(xiàn)有方案有以下缺陷:現(xiàn)有的控制器升壓和降壓MPPT充電是不同的控制拓?fù)?，限制了使用的靈活性；現(xiàn)在的拓?fù)浯蠖嗖捎枚O管升壓或是續(xù)流，這樣就限制了太陽(yáng)能板和蓄電池的電壓差別不能太大，否則會(huì)發(fā)熱較大，從而影響效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種擴(kuò)展性好、效率高的可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路，包括高電壓側(cè)AUg電壓側(cè)B1、升降壓模塊、控制及顯示部分、太陽(yáng)能板和蓄電池，所述升降壓模塊分別連接高電壓側(cè)Al、低電壓側(cè)B1、控制及顯示部分，所述太陽(yáng)能板和蓄電池分別連接在高電壓側(cè)Al上或低電壓側(cè)BI上，所述升降壓模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2和電感LI，所述高電壓側(cè)Al的正極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極通過(guò)第一電阻Rl分別連接第一電容Cl和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極，第一電容Cl另一端分別連接高電壓側(cè)Al的負(fù)極、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極和低電壓側(cè)BI的負(fù)極，第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極分別連接電感LI和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極分別連接第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極和第二電容C2，電感LI另一端分別連接第二電容C2另一端和和第二電阻R2，第二電阻R2另一端連接低電壓側(cè)BI的正極。
[0009]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述太陽(yáng)能板電壓低于蓄電池電壓時(shí)，太陽(yáng)能板連接在低電壓側(cè)BI上，蓄電池連接在高電壓側(cè)Al上，同時(shí)在控制及顯示部分中將蓄電池對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)調(diào)整到高電壓端；太陽(yáng)能板電壓高于蓄電池電壓時(shí)，太陽(yáng)能板連接在高電壓側(cè)Al上，蓄電池連接在低電壓側(cè)BI上。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]本發(fā)明采用第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3進(jìn)行續(xù)流和整流，相對(duì)于傳統(tǒng)的采用二極管續(xù)流和整流，擴(kuò)大了太陽(yáng)能板和蓄電池之間的壓差范圍，同時(shí)也會(huì)使發(fā)熱減少，有利于減少發(fā)熱，提高效率。在升降壓模塊的高電壓一端連接太陽(yáng)能板和蓄電池間電壓較高者，低電壓側(cè)連接太陽(yáng)能板或蓄電池間電壓較低者，系統(tǒng)自動(dòng)選擇工作在降壓充電模式還是升壓充電模式，極大的方便了工程安裝。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是現(xiàn)有的市場(chǎng)上應(yīng)用最廣的降壓MPPT控制器的拓?fù)鋱D。
[0013]圖2是現(xiàn)有的市場(chǎng)上應(yīng)用最廣的升壓MPPT控制器的拓?fù)鋱D。
[0014]圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0015]圖4是本發(fā)明中升降壓模塊的電路連接圖。
[0016]圖5是本發(fā)明中電池板電壓大于蓄電池電壓時(shí)的連接方法示意圖。
[0017]圖6是本發(fā)明中電池板電壓小于蓄電池電壓時(shí)的連接方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專(zhuān)利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0019]請(qǐng)參閱圖3-4，一種可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路，包括高電壓側(cè)Al、低電壓側(cè)B1、升降壓模塊、控制及顯示部分、太陽(yáng)能板和蓄電池，所述升降壓模塊分別連接高電壓側(cè)Al、低電壓側(cè)B1、控制及顯示部分，所述太陽(yáng)能板和蓄電池分別連接在高電壓側(cè)Al上或低電壓側(cè)BI上，所述升降壓模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2和電感LI，所述高電壓側(cè)Al的正極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極通過(guò)第一電阻Rl分別連接第一電容Cl和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極，第一電容Cl另一端分別連接高電壓側(cè)Al的負(fù)極、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極和低電壓側(cè)BI的負(fù)極，第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極分別連接電感LI和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極分別連接第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極和第二電容C2，電感LI另一端分別連接第二電容C2另一端和和第二電阻R2，第二電阻R2另一端連接低電壓側(cè)BI的正極。
[0020]所述太陽(yáng)能板電壓低于蓄電池電壓時(shí)，太陽(yáng)能板連接在低電壓側(cè)BI上，蓄電池連接在高電壓側(cè)Al上，同時(shí)在控制及顯示部分中將蓄電池對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)調(diào)整到高電壓端；太陽(yáng)能板電壓高于蓄電池電壓時(shí)，太陽(yáng)能板連接在高電壓側(cè)Al上，蓄電池連接在低電壓側(cè)BI上。
[0021]請(qǐng)參閱圖5-6，當(dāng)太陽(yáng)能板電壓比蓄電池電壓高時(shí)，太陽(yáng)能板接在高電壓側(cè)Al，電路工作在同步降壓電路控制模式，電感電流方向從I端到2端，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql防止夜晚蓄電池電流通過(guò)太陽(yáng)能板反流，同時(shí)當(dāng)太陽(yáng)能板反接時(shí)也起到保護(hù)第一電容Cl的作用，升降壓模塊通過(guò)控制第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的開(kāi)通/關(guān)斷以及電感LI的充電/放電，使第一電容Cl上的電壓是太陽(yáng)能板的最大工作點(diǎn)電壓，從而使接在低電壓側(cè)BI的蓄電池得到最多的充電。
[0022]當(dāng)太陽(yáng)能板電壓低于蓄電池電壓時(shí)，蓄電池接在高電壓側(cè)，電路工作在同步升壓電路控制模式，電感電流方向從2端到I端，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql防止蓄電池反接對(duì)第一電容Cl的損壞，升降壓模塊通過(guò)控制第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的開(kāi)通/關(guān)斷以及電感LI的充電/放電，使第二電容C2上的電壓是太陽(yáng)能板的最大工作點(diǎn)電壓。
[0023]本發(fā)明采用第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3進(jìn)行續(xù)流和整流，相對(duì)于傳統(tǒng)的采用二極管續(xù)流和整流，擴(kuò)大了太陽(yáng)能板和蓄電池之間的壓差范圍，同時(shí)也會(huì)使發(fā)熱減少，有利于減少發(fā)熱，提高效率。在升降壓模塊的高電壓一端連接太陽(yáng)能板和蓄電池間電壓較高者，低電壓側(cè)連接太陽(yáng)能板或蓄電池間電壓較低者，系統(tǒng)自動(dòng)選擇工作在降壓充電模式還是升壓充電模式，極大的方便了工程安裝。
[0024]上面對(duì)本專(zhuān)利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本專(zhuān)利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專(zhuān)利宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路，包括高電壓側(cè)Al、低電壓側(cè)B1、升降壓模塊、控制及顯示部分、太陽(yáng)能板和蓄電池，其特征在于，所述升降壓模塊分別連接高電壓偵U Al、低電壓側(cè)B1、控制及顯示部分，所述太陽(yáng)能板和蓄電池分別連接在高電壓側(cè)Al上或低電壓側(cè)BI上，所述升降壓模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2和電感LI，所述高電壓側(cè)Al的正極連接第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極，第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極通過(guò)第一電阻Rl分別連接第一電容Cl和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極，第一電容Cl另一端分別連接高電壓側(cè)Al的負(fù)極、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極和低電壓側(cè)BI的負(fù)極，第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極分別連接電感LI和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極分別連接第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極和第二電容C2，電感LI另一端分別連接第二電容C2另一端和和第二電阻R2，第二電阻R2另一端連接低電壓側(cè)BI的正極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路，其特征在于，所述太陽(yáng)能板電壓低于蓄電池電壓時(shí)，太陽(yáng)能板連接在低電壓側(cè)BI上，蓄電池連接在高電壓側(cè)Al上，同時(shí)在控制及顯示部分中將蓄電池對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)調(diào)整到高電壓端；太陽(yáng)能板電壓高于蓄電池電壓時(shí)，太陽(yáng)能板連接在高電壓側(cè)Al上，蓄電池連接在低電壓側(cè)BI上。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可雙向充電的MPPT光伏充電控制電路，包括高電壓側(cè)A1、低電壓側(cè)B1、升降壓模塊、控制及顯示部分、太陽(yáng)能板和蓄電池，升降壓模塊分別連接高電壓側(cè)A1、低電壓側(cè)B1、控制及顯示部分，太陽(yáng)能板和蓄電池分別連接在高電壓側(cè)A1上或低電壓側(cè)B1上，升降壓模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2、第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第二電容C2和電感L1。本發(fā)明采用第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2和第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3進(jìn)行續(xù)流和整流，相對(duì)于傳統(tǒng)的采用二極管續(xù)流和整流，擴(kuò)大了太陽(yáng)能板和蓄電池之間的壓差范圍，同時(shí)也會(huì)使發(fā)熱減少，有利于減少發(fā)熱，提高效率。
【IPC分類(lèi)】H02J7/00, H02S40/30
【公開(kāi)號(hào)】CN104883120
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510012271
【發(fā)明人】王興慶, 彭彪, 冉曉鵬, 谷朝棟
【申請(qǐng)人】深圳碩日新能源科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日