一种自适应智能光伏充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能充电领域，尤其是涉及一种自适应智能光伏充电器。
【背景技术】
[0002]随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化，能源紧缺和环境恶化是日趋严重的全球性问题。太阳能发电研宄和实验表明:太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿性和免维护性等其他常规资源不具备的优点，因此受到越来越大的关注。
[0003]但是市场上大部分太阳能充电器实际上不具备光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)的功能，这就使得光伏阵列光电转换效率较低，造成能源的浪费。而充电策略一般采用恒压充电法，在蓄电池充电初期，效率较低。根据铅酸蓄电池充电理论，良好的充电控制策略能够极大地提高充电的速度和蓄电池的使用寿命，这能够降低系统的运行成本。如果使用三段式充电法，充电过程中，由于蓄电池发热导致阈值电压漂移，大部分已有充电器并不考虑这一因素，如果不对阈值电压进行修正，将大大缩减蓄电池的循环使用次数。一部分光伏充电器实现最大功率输出是靠调整蓄电池充电电流实现的。但根据蓄电池本身充电特性，为使蓄电池达到最佳工作状态以延长蓄电池使用寿命，蓄电池对充电电流是有选择性的。所以对光伏发电系统，实现最大功率跟踪和保证蓄电池最佳充电过程是矛盾的，难以达到理想的工作状态。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高充电效率，延长使用寿命的自适应智能光伏充电器。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种自适应智能光伏充电器，包括主控MCU、光伏电池接口、蓄电池接口和系统电源，还包括BOOST功率变换电路、保护电路、电压电流传感器、信号调理电路和温度传感器，所述光伏电池接口、BOOST功率变换电路、保护电路、蓄电池接口依次连接，所述蓄电池接口通过温度传感器与主控MCU连接，所述BOOST功率变换电路依次通过电压电流传感器、信号调理电路与主控MCU连接，所述主控MCU分别连接系统电源和BOOST功率变换电路。
[0007]所述主控MCU采用MSP430F149芯片。
[0008]还包括市电充电接口，与BOOST功率变换电路连接。
[0009]还包括用于实现光伏电池接口与市电充电接口切换的输入键盘，该输入键盘与主控MCU连接。
[0010]还包括用于显示蓄电池充电状态的液晶显示屏，该液晶显示屏与主控MCU连接。
[0011]还包括报警电路，与主控MCU连接。
[0012]与现有技术相比，本实用新型利用MPPT技术，极大提高了光伏充电器的充电转换效率，通过智能充电算法，实现了蓄电池的高效率充电，并通过了温度反馈，有效延长了蓄电池的使用寿命，大大提高了太阳能充电器的实际使用价值，具有以下优点:
[0013](I)本实用新型具有光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)的功能，能通过自适应控制策略对不同电压等级的铅酸蓄电池进行智能脉冲高效率充电，并能够自动修正蓄电池充电阈值电压，提高充电效率，延长使用寿命。
[0014](2)通过自适应三段式充电算法，实现蓄电池的智能高效率快速充电。
[0015](3)通过温度反馈技术，实现蓄电池阈值电压的修正。
[0016](4)结合匹配的光伏电池，即可实现对多种设备的应急快速充电或野外高效率充电，还设有市电充电接口，在室内还可实现市电高效率充电。
[0017](5)具有过充、低电压保护和报警功能，还可通过液晶显示器，实时显示系统运行情况。
[0018](6)大大提高了太阳能充电器的产品的充电效率，延长了铅酸蓄电池的使用寿命，具有广阔的市场价值和应用前景。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型主控MCU电路原理图；
[0021]图3为本实用新型信号调理电路原理图；
[0022]图4为本实用新型BOOST功率变换电路原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，一种自适应智能光伏充电器，包括主控MCUl、B00ST功率变换电路2、光伏电池接口 4、保护电路5、电压电流传感器6、信号调理电路7、蓄电池接口 8、温度传感器9和系统电源10，光伏电池接口 4、B00ST功率变换电路2、保护电路5、蓄电池接口 8依次连接，蓄电池接口 8通过温度传感器9与主控MCUl连接，BOOST功率变换电路2依次通过电压电流传感器6、信号调理电路7与主控MCUl连接，主控MCUl分别连接系统电源10和BOOST功率变换电路2。本充电器还包括市电充电接口 3和用于实现光伏电池接口 4与市电充电接口 3切换的输入键盘12，电充电接口 3与BOOST功率变换电路2连接，输入键盘12与主控MCUl连接。
[0026]主控MCUl的电路原理图如图2所示，采用MSP430F149芯片。本实施例采用的BOOST功率变换电路2如图3所示，信号调理电路7如图4所示。
[0027]上述充电器的工作原理为:
[0028]通过蓄电池接口 8连接好蓄电池，此处如果蓄电池正负极接反，或是蓄电池电压超出系统正常工作范围，在系统启动后，会触发保护电路5，自动切断蓄电池接口 8。选择合适功率的光伏电池，连接到光伏电池接口 4，此处也需要注意接口正负极的正确性。
[0029]启动系统电源10，系统启动，主控MCUl进入正常工作程序，按键输入12键入“光伏充电模式”指令。在光伏电池输出功率正常的时候，即可实现对铅酸蓄电池的高效率充电，采用三段充电法，经过信号调理电路7滤波整形，传输给主控MCU1，蓄电池的温度，也通过温度传感器9采集后，传输给主控MCUl，主控MCU根据当前工作参数，控制BOOST功率变换电路2，改变BOOST电路的输出电流和电压，修正蓄电池阈值电压、确定此时MPPT实现和最佳充电模式。
[0030]若在充电时，由于光伏电池4输出功率不足，使得BOOST功率变换电路2输出电压不满足充电电压，系统将自动启动保护电路5。
[0031 ]系统自动检测充电进程，当充电完成时，系统自动启动保护电路5，切断系统输出，主控MCUl进入低功耗模式。
[0032]在室内使用时，可以在系统上电启动时，通过键盘输入12给定“市电充电模式”指令，将市电充电接口 3接入市电，主控MCUl将通过对BOOST功率变换电路2的控制，完成市电模式下的智能充电，该过程与光伏充电模式工作原理类似。
[0033]实施例2
[0034]如图1所示，本实施例提供的自适应智能光伏充电器还包括用于显示蓄电池充电状态的液晶显示屏11，该液晶显示屏11与主控MCUI连接，在系统启动后，液晶显示器11显示电池电压和电量估计，显示估算充电时长；在主控MCUl进入低功耗模式，液晶显示11显示充电完成；在系统故障时，液晶显示11显示故障类型。其余同实施例1。
[0035]实施例3
[0036]如图1所示，本实施例提供的自适应智能光伏充电器还包括报警电路13，与主控MCUl连接，在系统故障、液晶显示11显示故障类型时，报警电路13启动。其余同实施例1。
【主权项】
1.一种自适应智能光伏充电器，包括主控MCU(I)、光伏电池接口(4)、蓄电池接口(8)和系统电源(10)，其特征在于，还包括BOOST功率变换电路(2)、保护电路(5)、电压电流传感器出)、信号调理电路(7)和温度传感器(9)，所述光伏电池接口(4)、BOOST功率变换电路(2)、保护电路(5)、蓄电池接口⑶依次连接，所述蓄电池接口⑶通过温度传感器(9)与主控MCU(I)连接，所述BOOST功率变换电路(2)依次通过电压电流传感器(6)、信号调理电路(7)与主控MCU(I)连接，所述主控MCU(I)分别连接系统电源(10)和BOOST功率变换电路⑵。2.根据权利要求1所述的自适应智能光伏充电器，其特征在于，所述主控MCU(I)采用MSP430F149 芯片。3.根据权利要求1所述的自适应智能光伏充电器，其特征在于，还包括市电充电接口(3)，与BOOST功率变换电路(2)连接。4.根据权利要求3所述的自适应智能光伏充电器，其特征在于，还包括用于实现光伏电池接口⑷与市电充电接口⑶切换的输入键盘(12)，该输入键盘(12)与主控MCU (I)连接。5.根据权利要求1所述的自适应智能光伏充电器，其特征在于，还包括用于显示蓄电池充电状态的液晶显示屏(11)，该液晶显示屏(11)与主控MCU(I)连接。6.根据权利要求1所述的自适应智能光伏充电器，其特征在于，还包括报警电路(13)，与主控MCU⑴连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自适应智能光伏充电器，包括主控MCU、光伏电池接口、蓄电池接口和系统电源，还包括BOOST功率变换电路、保护电路、电压电流传感器、信号调理电路和温度传感器，所述光伏电池接口、BOOST功率变换电路、保护电路、蓄电池接口依次连接，所述蓄电池接口通过温度传感器与主控MCU连接，所述BOOST功率变换电路依次通过电压电流传感器、信号调理电路与主控MCU连接，所述主控MCU分别连接系统电源和BOOST功率变换电路。与现有技术相比，本实用新型具有提高充电效率，延长使用寿命等优点。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN204706901
【申请号】CN201520286591
【发明人】缪月琴, 朱文立, 梁鉴如, 王晓丽
【申请人】上海工程技术大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月6日