太阳能充电控制及充电电流检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路技术领域，具体是一种太阳能充电控制及充电电流检测电路。


背景技术：

2.随着能源技术的发展现在世界上对化石能源的依赖很高，同时也出现了氢能、风能、太阳能等其它清洁环保的能源类型，其中太阳能发电利用率最高，太阳能发电是依靠光伏发电实现的，光伏发电是将光能转换为电能的一种技术，转换后的电能需要经过处理最终给锂电池充电或者给系统供电，但利用太阳能发电存在使用成本高、转换效率低的问题。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，能够对太阳能板转换后的电能进行调制，使太阳能板以最大充电效率对电池组进行充电，提高太阳能板的转换率，降低使用成本，同时实现对充电电流的检测。
4.本实用新型是一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，包括充电管理集成电路和电流检测电路；
5.充电管理集成电路包括充电管理芯片u1，电阻r1、r6、r7、r8，电容c1、c2、c4、c5，二极管d1、d3，电感l1，pmos管q1；充电管理芯片u1的vg管脚通过电容c1接其vcc管脚；其gnd管脚接地；其com管脚依次通过电阻r6、电容c5接地；其drv管脚接pmos管q1的1号管脚；其vcc管脚接pmos管q1的2号管脚、接太阳能板电压输出端口tyn+、依次通过电阻r7和电阻r8接地、通过电容c4接地；其csp管脚接电阻r1的一端；其bat管脚接电阻r1的另一端；其mppt管脚通过电阻r8接地；
6.pmos管q1的3号管脚接二极管d1正极，二极管d1负极通过电感l1接电阻r1；二极管d3负极接电感l1，其正极接地；
7.电流检测电路包括电流检测芯片u2、电阻r9、r10；电流检测芯片u2其ref管脚与其gnd管脚并联后接地；其v+管脚通过电容c11接地；其vout管脚依次通过电阻r9、r10接地；其in-管脚接电阻r1的一端；其in+管脚接电阻r1的另一端。
8.优选地，充电管理芯片u1型号采用cn3791，是一款可使用太阳能板供电的pwm降压模式单节锂电池充电管理集成电路，可以独立对单节锂电池充电进行管理。电流检测芯片u2型号采用ina212，pmos管q1型号采用2301。
9.优选地，电阻r1为50毫欧，电阻r7的取值为43k欧，电阻r8、r9、r10的取值均为10k欧。
10.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
11.1)本实用新型采用cn3791充电管理集成电路使太阳能板以最大充电效率对锂电池组充电，提高了太阳能板光能转化为电能的转化效率，有效地降低了使用成本。
12.2)本实用新型采用ina212电流检测芯片对锂电池组的充电电流大小进行监测，实
现了对充电电流的实时检测，以实时获取电池充电状态，以便判断电池组处于充电状态还是非充电状态，从而获取整个太阳能板的工作状态。
附图说明
13.图1是本实用新型充电管理集成电路原理图；
14.图2是本实用新型电流检测电路原理图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
16.如图1和图2所示，本实用新型是一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，包括充电管理集成电路和电流检测电路；
17.充电管理集成电路包括充电管理芯片u1，电阻r1、r6、r7、r8，电容c1、c2、c4、c5，二极管d1、d3，电感l1，pmos管q1；充电管理芯片u1的vg管脚通过电容c1接其vcc管脚；其gnd管脚接地；其com管脚依次通过电阻r6、电容c5接地；其drv管脚接pmos管q1的1号管脚；其vcc管脚接pmos管q1的2号管脚、接太阳能板电压输出端口tyn+、依次通过电阻r7和电阻r8接地、通过电容c4接地；其csp管脚接电阻r1的一端；其bat管脚接电阻r1的另一端；其mppt管脚通过电阻r8接地；
18.pmos管q1的3号管脚接二极管d1正极，二极管d1负极通过电感l1接电阻r1；二极管d3负极接电感l1，其正极接地；
19.电流检测电路包括电流检测芯片u2、电阻r9、r10；电流检测芯片u2其ref管脚与其gnd管脚并联后接地；其v+管脚通过电容c11接地；其vout管脚依次通过电阻r9、r10接地；其in-管脚接电阻r1的一端；其in+管脚接电阻r1的另一端。
20.作为本实用新型的优选方式，充电管理芯片u1型号采用cn3791，是一款可使用太阳能板供电的pwm降压模式单节锂电池充电管理集成电路，可以独立对单节锂电池充电进行管理。电流检测芯片u2型号采用ina212，pmos管q1型号采用2301。
21.工作时，充电管理芯片u1的vcc管脚接收来自太阳能板的输出电压“tyn+”，通过pmos管q1控制充电开启与关闭，当检测到电池电压大于4.2v时，此pmos管q1会关闭，停止对电池充电，有效地防止了充电过量，延长了电池的使用寿命。当电压小于4.2v时，充电pmos管q1会开启，开始对电池进行充电，有效地避免了电池因电量过少而无法保证正常工作的情况。电池在充电过程中通过电阻r7、r8来调制充电管理芯片u1的mppt管脚的最大功率点跟踪，mppt管脚电压是1.205v，电阻r7为43k，电阻r8为10k，因此，电池的充电电压是1.205v*(43/10)＝5.18v，满足了太阳能以最大功率将电池的电量充满，从而实现了最大程度的将光能转化为电能，提高了转化效能，降低了使用成本。
22.本电流检测芯片u2其放大倍数是1000，其检测电流范围是0-100ma，采样电阻r1的值为50毫欧，因此电流检测芯片u2通过vout管脚输出的电压范围是0-5v，而单片机的adc采样管脚仅支持0-3.3v，为符合单片机adc采样管脚的电压，本实用新型采用两个10k的电阻(r9、r10)进行分压，最终单片机adc采样管脚得到的电压范围是0-2.5v，满足了adc采样管脚的电压范围。电流检测芯片u2通过其in+管脚、in-管脚连接电阻r1两端，从而测量得到电阻r1两端的电压，根据欧姆定律：r＝u/i，计算出当前的充电电流值为i＝u/r，实现了对电
池电流的实时监测，以实时获取电池充电状态，以便判断电池组处于充电状态还是非充电状态，从而获取整个太阳能板的工作状态。同时，充电管理芯片u1通过其csp管脚和bat管脚测得电阻r1两端的电压，得到当前电池的电流值，进一步保证了实时电流监测的准确性。


技术特征：
1.一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，包括充电管理集成电路和电流检测电路，其特征在于：充电管理集成电路包括充电管理芯片u1，电阻r1、r6、r7、r8，电容c1、c2、c4、c5，二极管d1、d3，电感l1，pmos管q1；充电管理芯片u1的vg管脚通过电容c1接其vcc管脚；其gnd管脚接地；其com管脚依次通过电阻r6、电容c5接地；其drv管脚接pmos管q1的1号管脚；其vcc管脚接pmos管q1的2号管脚、接太阳能板电压输出端口tyn+、依次通过电阻r7和电阻r8接地、通过电容c4接地；其csp管脚接电阻r1的一端；其bat管脚接电阻r1的另一端；其mppt管脚通过电阻r8接地；pmos管q1的3号管脚接二极管d1正极，二极管d1负极通过电感l1接电阻r1；二极管d3负极接电感l1，其正极接地；电流检测电路包括电流检测芯片u2、电阻r9、r10；电流检测芯片u2其ref管脚与其gnd管脚并联后接地；其v+管脚通过电容c11接地；其vout管脚依次通过电阻r9、r10接地；其in-管脚接电阻r1的一端；其in+管脚接电阻r1的另一端。2.根据权利要求1所述的一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，其特征在于，充电管理芯片u1型号为cn3791，电流检测芯片u2型号为ina212，pmos管q1型号为2301。3.根据权利要求1所述的一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，其特征在于，电阻r1的取值为50毫欧，电阻r7的取值为43k欧，电阻r8、r9、r10的取值均为10k欧。

技术总结
本实用新型公开了一种太阳能充电控制及充电电流检测电路，包括充电管理集成电路和电流检测电路；其中，充电管理集成电路包括充电管理芯片U1，电阻R1、R6、R7、R8，电容C1、C2、C4、C5，二极管D1、D3，电感L1，PMOS管Q1；电流检测电路包括电流检测芯片U2、电阻R9、R10。本实用新型能够对太阳能板转换后的电能进行调制，使太阳能板以最大充电效率对电池组进行充电，提高太阳能板的转换率，降低使用成本，同时实现对充电电流大小的检测。充电电流大小的检测。充电电流大小的检测。


技术研发人员：刘伊博 陈新奇 李保忠 刘超 唐凯怿
受保护的技术使用者：洛阳智能农业装备研究院有限公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2022/2/15