一种太阳能光伏发电系统的直流电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能光伏领域，涉及一种太阳能光伏发电系统的直流电源。
【背景技术】
[0002]太阳能作为一种绿色生态能源，具有高效，无污染，不受地域限制等优点。对于光伏发电系统来说，光伏阵列是光伏发电系统的核心部分。由于光伏阵列的伏安特性容易受到光照、温度等环境变化影响，具有强烈的非线性特点，造成太阳能电池输出特性与负载电阻之间的不匹配影响，降低太阳能转化利用效率。最大功率点跟踪(MPPT)控制技术是提高太阳能电池转换效率的有效方法。此外铅酸蓄电池作为能源存储模块系统中最薄弱的环节之一，充电方法的好坏将影响铅酸蓄电池的使用寿命。采用以单片机为控制核心，通过Buck降压电路将太阳能电池组件的MPPT技术与蓄电池的三段充电法(阶段1:MPPT充电，阶段2:恒压充电，阶段3:浮压充电)结合起来，实现太阳能资源最大利用和延长蓄电池的使用寿命。同时为了降低系统对太阳光的依赖性，设计了推挽升压电路，在没有太阳光时，将储存在蓄电池中的能量通过推挽升压电路给负载供电。因此设计一款高效率、安全稳定低功耗的直流光伏发电系统电源势在必行。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的主要解决在传统独立光伏发电系统中的太阳能电池输出特性与负载电阻之间的不匹配影响，提高太阳能转化效率，延长蓄电池的使用寿命。同时为了降低系统对太阳光的依赖性，设计了推挽升压电路，在没有太阳光时，单片机系统控制继电器电路的导通，将光伏发电系统给蓄电池充电储存能量通过升压电路给负载供电。本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下:
[0004]本实用新型包括太阳能电池模块，太阳能电池输出电压采样电路模块、太阳能电池输出电流采样电路模块，Buck降压电路模块、PffM驱动电路模块、5V稳压电路模块，蓄电池模块、蓄电池电压采样电路模块、蓄电池电流采样电路模块，继电器电路模块、推挽升压电路模块，单片机控制电路模块。
[0005]所述的单片机控制电路模块电源输入D端接5V稳压电路模块的输出端，太阳能电池输出电压采样电路模块的输出端接单片机控制电路模块A输入端。太阳能电池输出电流采样电路模块的输出端接单片机控制电路模块B输入端，太阳能电池模块输出端接Buck降压电路模块的输入端。PWM驱动电路模块的输入端接单片机控制电路模块的C输出端，蓄电池模块输入端接Buck降压电路模块的输出端。蓄电池电压采样电路模块输出端接单片机控制电路模块输入F端，蓄电池电流采样电路模块输出端接单片机控制电路模块输入E端。单片机控制电路模块G输出端接继电器电路模块输入端，继电器电路模块输出端接推挽升压电路模块输入端，负载输入端接推挽升压电路输出端。
[0006]本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果:该设备通过集成常用的直流电源解决了蓄电池的优化充放电管理、延长蓄电池寿命，同时提高了太阳能资源的利用效率。推挽升压电路性能运行稳定可靠，降低系统对太阳光的依赖性，在没有太阳光时，单片机系统控制继电器电路的导通，将光伏发电系统给蓄电池充电储存能量通过升压电路给负载供电。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0009]如图1所示，一种太阳能光伏发电系统的直流电源，其特征在于包括太阳能电池模块I，太阳能电池输出电压采样电路模块2、Buck降压电路模块3、PffM驱动电路模块4，太阳能电池输出电流采样电路模块5、单片机控制电路模块6，5V稳压电路模块7，蓄电池模块8、蓄电池电压采样电路模块10、蓄电池电流采样电路模块9，继电器电路模块11、推挽升压电路模块12。
[0010]该设备的具体工作过程为:当有光照时，太阳能电池经过光伏效应产生的电能，通过Buck降压电路，给蓄电池充电的同时，通过推挽升压电路产生直流电压供直流负载工作。5V稳压电路通过转化Buck降压电路输出的电压，提供单片机控制电路模块正常工作电能。单片机控制电路模块通过太阳能输出电压采样电路模块和电流采样模块检测跟踪太阳能电池输出能源变化，同时单片机控制电路模块通过蓄电池输出电压采样电路模块和电流采样模块检测跟踪蓄电池充电能源变化。单片机控制电路模块通过检测不同状态时的太阳能电池和蓄电池储存能量状态，通过产生不同频率的PWM波，由单片机控制电路模块的C端口输出。系统中的PWM驱动电路，通过调节控制Buck降压电路中功率开关管的PffM信号导通占空比，来调节Buck降压电路的等效电阻，使得负载的等效电阻跟随光伏电池的输出阻抗变化。变换后的工作点正好和光伏阵列的最大功率点重合，实现MPPT性能。同时以相应的占空比控制蓄电池不同的充电方式，具有优化管理蓄电池的性能，延长蓄电池使用寿命。当没有光照时，单片机控制电路模块的G端输出控制信号控制继电器电路导通，将蓄电池储存的能量通过推挽升压电路获得负载所需正常工作电压。
【主权项】
1.一种太阳能光伏发电系统的直流电源，其特征在于包括太阳能电池模块，太阳能电池输出电压采样电路模块、Buck降压电路模块、PffM驱动电路模块，太阳能电池输出电流采样电路模块、单片机控制电路模块，5V稳压电路模块，蓄电池模块、蓄电池电压采样电路模块、蓄电池电流采样电路模块，继电器电路模块、推挽升压电路模块； 所述的单片机控制电路模块电源输入D端接5V稳压电路模块的输出端，太阳能电池输出电压采样电路模块的输出端接单片机控制电路模块A输入端，太阳能电池输出电流采样电路模块的输出端接单片机控制电路模块B输入端，太阳能电池模块输出端接Buck降压电路模块的输入端，PWM驱动电路模块的输入端接单片机控制电路模块的C输出端，蓄电池模块输入端接Buck降压电路模块的输出端，蓄电池电压采样电路模块输出端接单片机控制电路模块输入F端，蓄电池电流采样电路模块输出端接单片机控制电路模块输入E端，单片机控制电路模块G输出端接继电器电路模块输入端，继电器电路模块输出端接推挽升压电路模块输入端，负载输入端接推挽升压电路输出端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能光伏发电系统的直流电源，其特征在于包括太阳能电池模块，太阳能电池输出电压采样电路模块、太阳能电池输出电流采样电路模块，Buck降压电路模块、PWM驱动电路模块、5V稳压电路模块，蓄电池模块、蓄电池电压采样电路模块、蓄电池电流采样电路模块，继电器电路模块、推挽升压电路模块，单片机控制电路模块。本实用新型所设计的电源将太阳能电池组件的MPPT技术与蓄电池的三段充电法结合起来，解决太阳能电池输出特性与负载电阻的不匹配影响，同时设计推挽升压电路，在没有太阳光时，将蓄电池充电储存的能量通过升压电路给负载供电。实现太阳能资源最大利用和延长蓄电池的使用寿命。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN204928194
【申请号】CN201520154199
【发明人】王秀敏, 姜利亭, 熊日辉, 许建炳
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年3月17日