一种光伏充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及充电器领域，具体为一种光伏充电器。
【背景技术】
[0002]目前常用的充电方式有恒压充电方式、恒流充电方式和两者相结合分阶段充电方式等。恒压充电方式的不足之处是当充电电压过低时，蓄电池可能充不满，反之则过充，由于充电初期电流过大，易造成电池极板弯曲；恒流充电方式不足之处是刚开始充电的电流偏小，充电过程时间加长，到了充电后期充电电流又偏大，充电电压偏尚，电池析气量增加。这两种充电方式都影响蓄电池寿命。阶段充电方式可以解决上述矛盾，但是这样限制了充电的速度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种光伏充电器，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]—种光伏充电器，包括:充电电路、单片机最小系统，所述充电电路连接于单片机最小系统，单片机最小系统上还连接有工作指示电路、电源电路，充电电路上连接有蓄电池、光伏电池，蓄电池、光伏电池通过电压检测电路连接于单片机最小系统，所述电源电路电连接于充电电路、单片机最小系统、电压检测电路、工作指示电路，所述蓄电池、光伏电池连接于电源电路。
[0006]所述单片机最小系统采用ATmega48单片机为控制芯片，工作指示电路采用发光二极管的显示状态进行指示判断。
[0007]所述电压检测电路采用的DIP封装的ATmega48单片机具有6路10位精度的逐次逼近型ADC，内置采样和保持电路。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0009]本实用新型以单片机为控制核心，采用PffM调制技术的可控充电控制器。根据光伏电池和蓄电池的实时状态进行自动控制充电，可以提高充电质量和效率，防止过充，减小对蓄电池损害。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构原理图。
[0011]图2为本实用新型的单片机最小系统和工作指示电路电路图。
[0012]图3为本实用新型的充电电路电路图。
[0013]图4为本实用新型的电压检测电路电路图。
[0014]图5为本实用新型的电源电路电路图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0016]如图1所示，一种光伏充电器，包括:充电电路、单片机最小系统，所述充电电路连接于单片机最小系统，单片机最小系统上还连接有工作指示电路、电源电路，充电电路上连接有蓄电池、光伏电池，蓄电池、光伏电池通过电压检测电路连接于单片机最小系统，所述电源电路电连接于充电电路、单片机最小系统、电压检测电路、工作指示电路，所述蓄电池、光伏电池连接于电源电路。
[0017]如图2所示，所述单片机最小系统采用ATmega48单片机(DIP封装)为控制芯片，工作指示电路采用发光二极管的显示状态进行指示判断；D2是独立的发光二极管LED指示灯。D2绿色常亮表示光伏电池采集到太阳光，若D2绿色快闪说明系统超压；D3是一个双色发光二极管LED指示灯，由其特性可知它有三种不同的发光指示状态，当D3绿色常亮表示蓄电池电压在正常的工作范围内，若D3出现绿色慢闪说明蓄电池已充满，D3出现橙黄色(双色皆亮)说明蓄电池电到了欠压状态，D3出现红色说明蓄电池电压降至过放状态了，此时应立刻关断负载的输出并及时充电，保护蓄电池。
[0018]如图3所示，当光照条件好时，光伏电池电压高于蓄电池电压，单片机PBl根据电压检测电路的实施参数调制不同占空比的PWM波形，通过光耦(PC817A)驱动PowerMOSFET (IRF3205S)，使其开通与关断，从而调节充电电路的输出电压平均值。若由于光照条件差使得光伏电池的电压低于蓄电池电压，控制Power MOSFET 一直保持关断，不进行充电。
[0019]这里，PBl为低电平输出有效，即当PWM脉冲为低电平时，光耦二极管导通，PowerMOSFET的栅极得到高电平(R6与R7的串联分压)，否则为低电平。D4防止蓄电池电压高于光伏电池电压时发生反充。L2和C4分别进行电流和电压滤波，提高直流电能质量。
[0020]如图4所示，所述电压检测电路采用的DIP封装的ATmega48单片机具有6路10位精度的逐次逼近型ADC，内置采样和保持电路，内部基准参考电压(UAREF)为1.1V。能满足多个通道同时进行不同的采样转换，将采集的模拟电压信号转换为单片机能够识别的10位的数字信号。检测电路如图4所示。
[0021]检测光伏电池和蓄电池的端电压来判断两者的工作状态，充电器根据其工作状态来对蓄电池进行充电的控制。由于光伏电池和蓄电池的实际工作电压大于A/D的参考电压，采用电阻分压的方式对被测信号进行调理。将从串联电阻分压采集的信号送给ADCl和ADC2的输入通道，本系统以ATmega48内部1.1V作为基准电压，将采集的光伏电池电压经过A/D转换，单片机进行分析，判断光伏电池和蓄电池所处的状态。为了确保准确性，将蓄电池的负极作为检测电路乃至充电器的零电位参考点。由于光伏电池和蓄电池的电压不同，所以，电阻和电容的参数要与各自检测电路匹配。
[0022]如图5所示，由于各个部分都有自己的工作电压。而光伏电池给此系统以单一的方式供电，由于光伏电池受外界环境因素变化较大，所以光伏电池的电压波动较大，对输出的电压也有很大的影响。将不稳定的光伏电池电压经过滤波后送给三端稳压芯片LM7812，经过LM1812内部的调整输出+12V的电压，然后再送给LM7805芯片，此时输出+5V的电压，经过一个大的电解电容(Cll)和一个小的电容(C12)滤去高频和低频的信号，得到一个稳定、可靠的+5V电压，将它供给ATmega48芯片和系统中的其它模块使用。
[0023]本实用新型的工作原理为:光伏电池将太阳能转换成电能进行存储并向蓄电池充电，电源电路将光伏电池输出的直流电转换成充电器所需的电压。单片机根据检测电路检测到的光伏电池和蓄电池的端电压，一方面调制不同宽度的PWM脉冲去触发充电电路中的Power MOSFET进行调压充电，当检测到蓄电池充满时，停止充电。另一方面控制输出使指示电路显示充电器的不同工作状态。
[0024]本实用新型对光伏电池和蓄电池的实时状态进行检测，然后根据光伏电池和蓄电池的状态调制PWM脉宽的占空比，以不同的电压对蓄电池进行充电，从而能给蓄电池提供较多的反应时间，在此过程中蓄电池的析气量较以前减少许多，从而提高了蓄电池的充电效率。与此同时，可以防止蓄电池被过充。
[0025]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种光伏充电器，包括:充电电路、单片机最小系统，其特征在于:所述充电电路连接于单片机最小系统，单片机最小系统上还连接有工作指示电路、电源电路，充电电路上连接有蓄电池、光伏电池，蓄电池、光伏电池通过电压检测电路连接于单片机最小系统，所述电源电路电连接于充电电路、单片机最小系统、电压检测电路、工作指示电路，所述蓄电池、光伏电池连接于电源电路。2.根据权利要求1所述的一种光伏充电器，其特征在于:所述单片机最小系统采用ATmega48单片机为控制芯片，工作指示电路采用发光二极管的显示状态进行指示判断。3.根据权利要求1所述的一种光伏充电器，其特征在于:所述电压检测电路采用的DIP封装的ATmega48单片机具有6路10位精度的逐次逼近型ADC，内置采样和保持电路。
【专利摘要】本实用新型提供一种光伏充电器，包括：充电电路、单片机最小系统，所述充电电路连接于单片机最小系统，单片机最小系统上还连接有工作指示电路、电源电路，充电电路上连接有蓄电池、光伏电池，蓄电池、光伏电池通过电压检测电路连接于单片机最小系统，所述电源电路电连接于充电电路、单片机最小系统、电压检测电路、工作指示电路，所述蓄电池、光伏电池连接于电源电路。本实用新型以单片机为控制核心，采用PWM调制技术的可控充电控制器。根据光伏电池和蓄电池的实时状态进行自动控制充电，可以提高充电质量和效率，防止过充，减小对蓄电池损害。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN204809927
【申请号】CN201520477068
【发明人】蒋慧, 金青峰, 吴双
【申请人】淮南联合大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月1日