专利名称：一种有过充电保护电路的太阳能供电设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源供电设备领域，尤其涉及一种多用途太阳能供电装置，特别 涉及一种过充电保护电路的太阳能供电设备。
背景技术：
长期以来，由于地理位置、气候恶劣、交通不畅及历史诸多原因和传统习俗等因素 的影响，使得藏区及其他少数民族地区的文化和经济欠发达。与内地低海拔地区相比，文化 与科技明显滞后，呈现出大幅度的阶梯式落差。由于生活习惯及消费观念与内地各有不同 以及各少数民族固有的自给自足的传统的需求模式，以及自然环境和地理环境的影响，严 重阻碍了科学文化技术在少数民族地区的发展。使得少数地区居民的文化娱乐活动相当贫 乏。特定的地理位置和环境造就了藏区及其他少数民族地区长久以来的闭塞状态，长 久以来传统的日出而作、日落而息、自给自足的朴实生活方式已经不能满足我国少数民族 人民的文化和生活娱乐的需求。随着社会日益发展的进程，进一步发展和丰富藏区及其他 少数民族地区的科学技术与文化生活迫在眉睫。目前为了解决农牧地区的照明问题，采取了一系列的措施，制定并实现了户户通 电的工程。解决边远地区用电问题，特别是在日光充足地区的用电太阳能光伏电源是最好 的选择。但目前的太阳能光伏电源用途单一，只能照明；电源自我保护功能不全面；特别是 交直流同时需要不能得到满足等，这严重制约了太阳能光伏电源的应用和发展。由于太阳能光伏电源使用环境的特殊性，电源充电环境不稳定，电池容易因过充 被破坏，系统需要设置保护电路，现有保护电路复杂不适应高原和经常流动的需要。同时现有的太阳能光伏电源防反充电保护装置也复杂，不适应边远地区，特别是 需要经常流动的使用需要，在特殊地区使用中安全性和使用稳定要求有很多不足。
发明内容本实用新型公开了一种有过充电保护电路的太阳能供电设备。本实用新型要解决 的问题是提供一种太阳能供电设备，它能有效防止因过充给供电设备造成的损害；本实用 新型还能防止意外反充电给供电设备造成的损害。本实用新型通过以下技术方案实现一种有过充电保护电路的太阳能供电设备，包括太阳能电池组件、光伏控制器、蓄 电池组件，其中光伏控制器包括防反充电路、过充电保护电路、过放电保护电路、电源输出 电路，所述过充电保护电路包括迟滞比较器电路。进一步所述迟滞比较器电路包括比较器U2D、与比较器U2D正输入端连接的电阻 R17、与电阻R17连接的取样电路电阻R21、R13和R12、与比较器U2D负输入端连接的基准 电压电路电阻R16和与电阻R16连接的二极管D6和D7。 进一步所述过充电保护电路包括与继电器SJ2连接的三极管Ql、三极管Ql通过电阻R6与比较器U2D连接。更进一步所述防反充电保护电路包括与充电连接线串联的晶体二极管D1、与充电 连接线并联的电阻Rl和指示灯D2。电路中外部太阳能板输入电源VIN通过二极管Dl给电池充电，利用二极管的反向 截至特性来保证没有太阳光照时电源的反向放电，电路中为保证太阳能板输入电源不会突 然变高，接入电阻R1，指示灯D2指示，同时这两个相当于负载的功能，使太阳能板不会处于 空载状态，因为太阳能板空载电压比较高。电路中采用迟滞比较器电路对设备进行过充电保护，通过该电路防止充满电临界 点的震荡，电路中充电时系统电源开关可以不开，控制电源由外部太阳能板电源VIN通过 二极管D5，D9提供的V12，比较电路中电池电压变化从电池电压VBAT通过电阻R21，R13， R2分压取样得来的取样电压BSTH，它由电阻R17送入比较器正输入端，和通过二极管D6， D7分压得来的比较基准电压Vl通过电阻R16送入负输入端比较，因为二极管都有其固定压 降，所以在它两端电压比较稳定；当正输入端的电池取样电压BSTH低于负输入端的基准电 压Vl时，比较器输出低，通过电阻R6驱动三极管Ql导通，继电器SJ2闭合，输入电源通过继 电器SJ2，二极管Dl正常充电，当取样电压BSTH高于Vl时，比较器输出高，电池电压VBAT 在Va处，通过电阻R6使三极管Ql截至，继电器SJ2断开，停止充电，由于有电阻R20的反 馈形成了迟滞比较，当电池电压VBAT下降至Va时，比较器的输出不变，直到电池电压下降 到Vb时，比较器输出低，通过电阻R6驱动三极管Ql导通，继电器SJ2闭合，又开始充电，这 其中的Δ V就是防止充满临界点震荡的门限电压。比如充满电电池电压是14V(Va)，那么停 止充电后电池电压就会下降些小于14V，如果没有迟滞比较作用的话，电路就会又给电池充 电，如此反复，形成震荡，但是有迟滞比较后，电压就会下降到13V(Vb)才有启动充电过程， 这样就避免了震荡，这中间就像有段缓冲那样。过放电保护电路是利用到了迟滞比较器电路，通过该电路防止欠压保护临界点的 震荡，当蓄电池电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护蓄电池不受损坏。这是由 一对自动保护开关控制，一个保护开关是开，一个保护开关是关，当电压过低时关闭开关自 动断开。光伏控制器可以包括多种电源输出插口，可以包括三个12V的直流电压输出接 口，可用于照明、卫星接收机、高清HEVD等等。一个5V手机充电端口，在这样一个信息化时 代，便携式的手机加油站让大家生活更方便、更轻松。上述各电子元件均有市售。本实用新型的有益性本实用新型实现了交直流电的输出，并且由于本实用新型 具有多种保护功能使电源更稳定、安全、耐用，其最长满负荷使用的情况下可连续使用18 个小时以上。这大大扩展了太阳能供电电源的应用，具有很好的应用价值。该产品可解决 无电网、无光缆地区及缺电的家庭、野处作业单位及旅游、边防的照明、多媒体设备等多用 途使用。本实用新型能有效防止意外反充电给供电设备造成的损害；利用迟滞比较器电路 对设备进行过充电保护，通过该电路防止充满电临界点的震荡，有效防止因过充给供电设 备造成的损害，并且电路稳定安全适应高原等特殊环境的使用需要。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型系统原理结构框图；图2是本实用新型连接使用示意框图；图3是本实用新型防过充电保护电路图；图4是本实用新型电压迟滞逻辑坐标图。
具体实施方式
结合图1至图4。图1是本实用新型系统原理结构框图，如图所示系统功能包括防反充电路B、过 充电保护电路A、过放电保护电路C、电源输出电路D。防反充电路B包括图中B所在虚线框 图，过充电保护电路A包括图中A所在虚线框图，过放电保护电路C包括图中C所在虚线框 图，电源输出电路D包括图中D所在虚线框图。图2是本实用新型连接使用示意框图，如图所示太阳能电池板经一定能量阳光 照射后，将光能转换成电能。多功能光伏电源中的控制器把太阳能电池产生的电能存储于 蓄电池中。用电时光伏控制系统将蓄电池中的电能合理的分配给不同的负载上。图3是本实用新型防过充电保护电路图，图4是本实用新型电压迟滞逻辑示意坐 标图。电路中用到了迟滞比较器电路，通过该电路防止充满电临界点的震荡，电路中充电时 系统电源开关可以不开，控制电源由外部太阳能板电源VIN通过二极管D5，D9提供的V12， 比较电路中电池电压变化从电池电压VBAT通过电阻R21，R13，R12分压取样得来的取样电 压BSTH，它由电阻R17送入比较器U2D正输入端，和比较基准电压Vl (通过二极管D6，D7分 压得来，因为二极管都有其固定压降，所以在它两端电压比较稳定)由电阻R16送入比较器 U2D负输入端比较，当正输入端的电池取样电压BSTH低于负输入端的基准电压Vl时，比较 器输出低，通过电阻R6驱动三极管Ql导通，继电器SJ2(G5LA-14)闭合，输入电源通过继电 器SJ2 (G5LA-14)，二极管Dl正常充电，图4中a线过程，当取样电压BSTH高于Vl时，比较器 输出高，电池电压VBAT在图4中Va处，通过电阻R6使三极管Ql截至，继电器SJ2 (G5LA-14) 断开，停止充电，由于有电阻R20的反馈形成了迟滞比较，当电池电压VBAT下降(图中b线 过程)到图4中Va时，比较器的输出不变，直到电池电压下降到图4中Vb时，比较器输出 低，通过电阻R6驱动三极管Ql导通，继电器W2(G5LA-14)闭合，又开始充电，这其中的AV 就是防止充满临界点震荡的门限电压。比如我充满电电池电压是14V(Va)，那么停止充电后 电池电压就会下降些小于14V，如果没有迟滞比较作用的话，电路就会又给电池充电，如此 反复，形成震荡，但是有迟滞比较后，电压就会下降到13V(Vb)才有启动充电过程，这样就 避免了震荡。本例中比较器U2D采用LM239，继电器SJ2采用G5LA-14。充电时外部太阳能板输入电源VIN通过二极管Dl给电池充电，利用二极管的反向 截至特性来保证没有太阳光照时电源的反向放电，电路中为保证太阳能板输入电源不会突 然变高，接入电阻R1，指示灯D2指示，同时这两个相当于负载的功能，使太阳能板不会处于 空载状态，因为太阳能板空载电压比较高。本实用新型还包括过放电保护电路C、电源输出电路D。过放电保护电路是利用到 了迟滞比较器电路，通过该电路防止欠压保护临界点的震荡，当蓄电池电压低于保护电压
5时，控制器自动关闭输出以保护蓄电池不受损坏。这是由一对自动保护开关控制，一个保护 开关是开，一个保护开关是关，当电压过低时关闭开关自动断开。光伏控制器可以包括多 种电源输出插口，可以包括三个12V的直流电压输出接口，可用于照明、卫星接收机、高清 HEVD等等。一个5V手机充电端口，在这样一个信息化时代，便携式的手机加油站让大家生 活更方便、更轻松。
权利要求1.一种有过充电保护电路的太阳能供电设备，包括太阳能电池组件、光伏控制器、蓄电 池组件，其中光伏控制器包括防反充电路、过充电保护电路、过放电保护电路、电源输出电 路，其特征在于所述过充电保护电路包括迟滞比较器电路。
2.根据权利要求1所述的有过充电保护电路的太阳能供电设备，其特征在于所述迟 滞比较器电路包括比较器(U2D)、与比较器(U2D)正输入端连接的电阻(R17)、与电阻(R17) 连接的取样电路电阻(R21、R13、R12)、与比较器(U2D)负输入端连接的基准电压电路电阻 (R16)和与电阻(R16)连接的二极管(D6、D7)。
3.根据权利要求1所述的有过充电保护电路的太阳能供电设备，其特征在于所述过 充电保护电路包括与继电器(SJ2)连接的三极管(Ql)、三极管(Ql)通过电阻(R6)与比较 器(U2D)连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的有过充电保护电路的太阳能供电设备，其特征在 于所述防反充电保护电路包括与充电连接线串联的晶体二极管(Dl)、与充电连接线并联 的电阻(Rl)和指示灯(D2)。
专利摘要本实用新型公开了一种有过充电保护电路的太阳能供电设备，包括太阳能电池组件、光伏控制器、蓄电池组件，其中光伏控制器包括防反充电路、过充电保护电路、过放电保护电路、电源输出电路，所述过充电保护电路包括迟滞比较器电路。本实用新型有效防止意外反充电给供电设备造成的损害；利用迟滞比较器电路对设备进行过充电保护，通过该电路防止充满电临界点的震荡，有效防止因过充给供电设备造成的损害，并且电路稳定安全适应高原等特殊环境的使用需要。
文档编号H02J7/00GK201887502SQ20102062049
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者邱艳君 申请人:成都唐古拉科技有限公司