一种太阳能充电系统的半桥驱动保护电路的制作方法

本技术属于太阳能充电的，尤其是涉及一种太阳能充电系统的半桥驱动保护电路。

背景技术：

1、太阳能充电系统包括太阳能电池板、充电模块、半桥驱动模块和蓄电池，太阳能电池板通过充电模块电连接于蓄电池，以将接收到的太阳能转化为电能输送给蓄电池充电，其中，半桥驱动模块设置于太阳能电池板和充电模块之间，用于快速通断太阳能电池板向蓄电池充电的回路，半桥驱动模块外接有对应的控制芯片，以实现pwm信号驱动。

2、半桥驱动模块， 一般由两个mos管构成，其中一个mos管的源极连接另一个mos管的漏极，并且两个mos管之间的连接端作为输出端；主控芯片通过对应的引脚分别连接两个mos管的栅极，以发出pwm信号控制两个mos管的快速通断，现有技术中，主控芯片控制两个mos管的pwm信号是互补的，受外界的电磁波干扰或主控芯片自身的时钟精度影响，可能会导致主控芯片输出的pwm信号延迟，造成两个pwm信号同时输出高电平的情况，使两个mos管同时导通，造成太阳能电池板短路，最终烧坏太阳能电池板。

3、因此，针对上述相关技术，现有半桥驱动模块容易烧坏太阳能电池板。

技术实现思路

1、本技术提供一种太阳能充电系统的半桥驱动保护电路，用于解决现有的半桥驱动模块容易烧坏太阳能电池板的问题。

2、本技术需要解决的技术问题采取如下技术方案实现：

3、一种太阳能充电系统的半桥驱动保护电路，包括太阳能电池板、半桥驱动模块、充电模块、蓄电池、稳压模块、主控模块和滤波模块，所述太阳能电池板通过所述充电模块电连接于所述蓄电池；所述半桥驱动模块设置于所述太阳能电池板和所述充电模块之间，以通断所述太阳能电池板的供电回路；所述稳压模块分别电连接于所述蓄电池、所述主控模块和所述半桥驱动模块，以将所述蓄电池的电压降压后分别给所述主控模块和所述半桥驱动模块供电；所述滤波模块分别电连接于所述主控模块和所述半桥驱动模块，以接收所述主控模块发出的两个pwm信号，并将两个pwm信号进行滤波后发送给所述半桥驱动模块。

4、通过上述技术方案，太阳能电池板通过充电模块电连接于蓄电池，使太阳能电池板将太阳能转化为电能后，输送给蓄电池充电；半桥驱动模块设置于太阳能电池板和充电模块之间，用于快速通断太阳能电池板向蓄电池的供电回路，从而限制太阳能电池板对蓄电池的充电功率；稳压模块分别电连接于蓄电池、主控模块和半桥驱动模块，用于将蓄电池的电压进行降压，并将降压后电压分别提供给主控模块和半桥驱动模块供电，使主控模块和半桥驱动模块能够在正常的工作电压下工作；相较于现有技术，主控模块通过滤波模块电连接于半桥驱动模块，主控模块将发出的两个pwm 信号通过滤波模块滤波后再发送至半桥驱动模块，降低了两个pwm信号同时输出高电平的情况，使半桥驱动模块内的两个mos管无法同时导通，降低了太阳能电池板短路的可能性，从而解决了现有的半桥驱动模块容易烧坏太阳能电池板的问题。

5、可选的，所述主控模块包括主控芯片u3，所述主控芯片u3为stm32f103c8t6，所述主控芯片u3的第十引脚和第十一引脚分别电连接于所述滤波模块。

6、通过上述技术方案，主控芯片u3的型号选用stm32f103c8t6，具有较高的性价比；其中，主控芯片u3的第十引脚和第十一引脚分别电连接于滤波模块，以将两个pwm信号发送给滤波模块，滤波模块将接收到两个pwm信进行滤波，以降低两个pwm信号在某一时段内同时出现高电平的可能性。

7、可选的，所述滤波模块包括第一芯片u1和第二芯片u2，所述半桥驱动模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、mos管q1和mos管q2，所述第一芯片u1为74ls00芯片，所述第二芯片u2为sn74ls04芯片；所述第一芯片u1的第七引脚接地；所述第一芯片u1的第十一引脚串联所述电阻r1后连接所述mos管q1的栅极，所述第一芯片u1的第十一引脚连接所述第二芯片u2的第十三引脚；所述第一芯片u1的第十二引脚连接所述主控芯片u3的第十一引脚；所述第一芯片u1的第十三引脚连接所述主控芯片u3的第十引脚；所述第一芯片u1的第十四引脚连接5v；所述第二芯片u2的第七引脚接地；所述第二芯片u2的第十二引脚串联所述电阻r2后连接所述mos管q2的栅极；所述第二芯片u2的第十四引脚连接5v；所述mos管q1的漏极连接所述太阳能电池板的正极mppt+，所述mos管q1的源极连接所述mos管q2的漏极，所述mos管q2的源极连接所述太阳能电池板的负极mppt-；所述电阻r3的一端连接所述mos管q2的栅极，另一端连接所述mos管q2的源极；所述mos管q1和所述mos管q2的连接端out连接所述充电模块。

8、通过上述技术方案，第一芯片u1的型号选用74ls00芯片，第一芯片u1的成本较低，适用于高频电路，且内置有多个与非门；第一芯片u1的第十一引脚串联电阻r1后连接mos管q1的栅极，第一芯片u1的第十三引脚连接主控芯片u3的第十引脚，第一芯片u1的第十三引脚连接主控芯片u3的第十引脚，使第一芯片u1能够接收到主控芯片u3发出的两个pwm信号，并对两个pwm信号进行与非运算，从而达到滤波效果，并将滤波后的pwm信号发送给mos管q1的栅极，以控制mos管q1的通断；第二芯片u2的型号选用sn74ls04，第二芯片u2的成本较低，适用于高频电路，且内置有多个非门；第一芯片u1的第十一引脚连接第二芯片u2的第十三引脚，而第二芯片u2的第十二引脚串联电阻r2后连接mos管q2的栅极，以将第一芯片u1输出的pwm信号进行反相，并发送给mos管q2栅极，从而控制mos管q2的通断；半桥驱动模块由电阻r1、电阻r2、电阻r3、mos管q1和mos管q2通过上述连接关系构成，以基于接收到的pwm信号快速通断太阳能电池板向蓄电池供电的回路；相较于现有技术，半桥驱动模块接收了由第一芯片u1和第二芯片u2经过运算后发出的两个互补的pwm信号，降低了两个pwm信号在某一时段内同时出现高电平的可能性，使mos管q1和mos管q2难以同时导通，从而降低了太阳能电池板因短路而烧毁的可能性。

9、可选的，所述稳压模块包括稳压芯片u4和电阻r9，所述稳压芯片u4为lm7805芯片，所述稳压芯片u4的第一引脚串联所述电阻r9后连接所述蓄电池的正极bat+，所述稳压芯片u4的第二引脚连接所述蓄电池的负极bat-，所述稳压芯片u4的第三引脚电连接于所述第一芯片u1和所述第二芯片u2。

10、通过上述技术方案，稳压芯片u4的型号选用lm7805，稳压芯片u4具有较好的耐压能力且成本较低；稳压芯片u4的第一引脚串联电阻r9后连接蓄电池的正极bat+，稳压芯片u4的第二引脚连接蓄电池的负极bat-，稳压芯片u4的第三引脚电连接于第一芯片u1和第二芯片u2，使稳压芯片u4能够将蓄电池两端的电压转化为5v，并给第一芯片u1和第二芯片u2供电，从而使第一芯片u1和第二芯片u2能够在正常的工作电压下工作，从而提高了本技术保护电路的稳定性。

11、可选的，所述稳压模块还包括稳压芯片u5，所述稳压芯片u5为spx1117芯片，所述稳压芯片u5的第三引脚连接所述稳压芯片u4的第三引脚，所述稳压芯片u5的第一引脚接地，所述稳压芯片u5的第二引脚电连接于所述主控芯片u3。

12、通过上述技术方案，稳压芯片u5的型号选用spx1117，具有较低的功耗且成本较低；稳压芯片u5用于将第一芯片u1的5v电压为3.3v，并给主控芯片u3芯片供电，使主控芯片u3能够在正常的工作电压下工作，以进一步提高本技术保护电路的稳定性。

13、可选的，还包括电压检测模块，所述稳压模块电连接于所述电压检测模块，以向所述电压检测模块提供5v电压；所述电压检测模块分别电连接于所述主控模块和所述充电模块，以计量充电模块提供给所述蓄电池的电压，并将电压计量信号发送给主控模块。

14、通过上述技术方案，稳压模块电连接于电压检测模块，用于给电压检测模块提供5v电压，使电压检测模块在稳定的电压下正常工作；电压检测模块电连接于主控模块和充电模块，用于计量充电模块提供给蓄电池的电压，并将电压计量信号发送给主控模块，使主控模块能够基于电压计量信号，调节发出pwm信号的占空比，从而及时截止mos管q1和mos管q2，以降低蓄电池过压充电的可能性，从而进一步提高了本技术保护电路的安全性。

15、可选的，所述电压检测模块包括计量芯片u6、电阻r10、电阻r11、电容c15和电容c16，所述计量芯片u6为555芯片，所述计量芯片u6的第一引脚接地；所述计量芯片u6的第二引脚连接所述充电模块的电压输出端口vdd1；所述计量芯片u6的第三引脚连接所述主控芯片u3的第十八引脚；所述计量芯片u6的第四引脚和第八引脚连接所述稳压芯片u4的第三引脚；所述电阻r10的一端连接所述计量芯片u6的第六引脚，另一端连接计量芯片u6的第八引脚；所述电容c15的一端连接所述计量芯片u6的第一引脚，另一端接地；所述电容c16的一端连接所述计量芯片u6的第五引脚，另一端接地；所述电阻r11的一端连接所述计量芯片u6的第三引脚，另一端接地。

16、通过上述技术方案，计量芯片u6采用555芯片，计量芯片u6具有较好的耐压能力且成本较低，适用于高频电路；计量芯片u6的第二引脚连接充电模块的电压输出端口vdd1，用于实时获取充电模块向蓄电池充电的电压；计量芯片u6的第三引脚连接主控芯片u3的第十八引脚，计量芯片u6获取到充电模块向蓄电池充电的电压后，对该电压通过模数转化为电压计量信号，并将电压计量信号发送给主控芯片u3，以供主控芯片u3根据电压计量信号，及时截止mos管q1，从而进一步提高了本技术保护电路的安全性。

17、可选的，所述主控模块还包括电阻r8、电容c1和复位按钮s1，所述电阻r8的一端连接3.3v，另一端连接所述主控芯片u3的第七引脚；所述电容c1的一端接地，另一端连接所述主控芯片u3的第七引脚；所述复位按钮s1的一端接地，另一端连接所述主控芯片u3的第七引脚。

18、通过上述技术方案，主控芯片u3的第七引脚为主控芯片u3的复位引脚，当复位按钮s1按下时，主控芯片u3的第七引脚由高电平切换为低电平，使主控芯片u3复位，以便于工作人员通过按下复位按钮s1，对发生故障的主控芯片u3进行复位，并使主控芯片u3恢复至正常工作状态，从而提高了本技术保护电路的可靠性。

19、综上，本技术包括以下至少一种有益的技术效果：

20、1. 相较于现有技术，主控模块通过滤波模块电连接于半桥驱动模块，主控模块将发出的两个pwm 信号通过滤波模块滤波后再发送至半桥驱动模块，降低了两个pwm信号同时输出高电平的情况，使半桥驱动模块内的两个mos管无法同时导通，降低了太阳能电池板短路的可能性，从而解决了现有的半桥驱动模块容易烧坏太阳能电池板的问题。

21、2. 相较于现有技术，半桥驱动模块接收了由第一芯片u1和第二芯片u2经过运算后发出的两个互补的pwm信号，降低了两个pwm信号在某一时段内同时出现高电平的可能性，使mos管q1和mos管q2难以同时导通，从而降低了太阳能电池板因短路而烧毁的可能性。

22、3. 相较于现有技术，计量芯片u6获取到充电模块向蓄电池充电的电压后，对该电压通过模数转化为电压计量信号，并将电压计量信号发送给主控芯片u3，以供主控芯片u3根据电压计量信号，及时截止mos管q1和mos管q2，从而进一步提高了本技术保护电路的安全性。