專利名稱：太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池保護(hù)裝置，尤其是涉及一種用于太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 的蓄電池保護(hù)裝置，屬電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著綠色新能源中的太陽能或風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正在得到開發(fā)和利用，與該技術(shù)配 套的蓄電池一般為免維護(hù)鉛蓄電池，其作用是在有光照和風(fēng)力時(shí)將太陽能電池板或風(fēng)力 發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能作為化學(xué)能儲存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。在實(shí)際應(yīng)用中對 蓄電池產(chǎn)生危害最大的兩個(gè)因素有過充電和過放電，目前市場上能夠購買到的蓄電池 保護(hù)芯片，多是應(yīng)用于鋰電池的保護(hù)，電壓等級多集中在3.6V。對于一些電壓等級較高 的蓄電池，例如12V、24V, 48V的太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池就無法應(yīng)用。現(xiàn)有 的運(yùn)算放大器或比較器集成電路中都帶有滯回電路，但通常內(nèi)部滯回電路的滯回電壓僅 為5mV到10mV，這樣小的壓差極易產(chǎn)生“斷開一接通一斷開一接通”振蕩，根本不能 用于蓄電池過充電和過放電保護(hù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，以克服 現(xiàn)有電壓等級較高蓄電池過充電和過放電得不到保護(hù)、無法在太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中 應(yīng)用的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，由蓄電池電 壓過充電保護(hù)電路、蓄電池電壓過放電保護(hù)電路、穩(wěn)壓供電電路、蓄電池、LED照明燈 組成，VIN、GND接太陽能光電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的正、負(fù)直流電壓，其特征是
所述蓄電池電壓過充電保護(hù)電路由電阻Rl、R2、R3、R4、可調(diào)電阻Wl、 W2、時(shí)基電路IC1、濾波電容Cl、繼電器Jl和常開觸點(diǎn)JKl組成，其中電阻R3、可調(diào) 電阻W2、電阻R4串聯(lián)組成的上限取樣電路接時(shí)基電路ICl的6腳，電阻R1、可調(diào)電阻 WU電阻R2串聯(lián)組成的下限取樣電路接時(shí)基電路ICl的2腳；
所述蓄電池電壓過放電保護(hù)電路由電阻R5、R6、R7、R8、可調(diào)電阻W3、 W4、時(shí)基電路IC2、濾波電容C2、繼電器J2和常閉觸點(diǎn)JK2組成，其中電阻R7、可調(diào) 電阻W4、電阻R8串聯(lián)組成的上限取樣電路接時(shí)基電路IC2的6腳，電阻R5、可調(diào)電阻 W3、電阻R6串聯(lián)組成的下限取樣電路接時(shí)基電路IC2的2腳；
所述穩(wěn)壓供電電路由三端穩(wěn)壓器IC3、濾波電容C3、C4組成，其中A端接在蓄 電池的正極，Vdd接蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù)電路中的時(shí)基電 路IC1、IC2的復(fù)位端4和電源8腳，GND接蓄電池負(fù)極。
所述的時(shí)基電路在蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù)電路中 構(gòu)成R-S觸發(fā)器型雙穩(wěn)電路。
時(shí)基電路ICl和時(shí)基電路IC2均采用555時(shí)基電路。
時(shí)基電路ICl和時(shí)基電路IC2可以采用1只556雙時(shí)基電路。
所述繼電器Jl、J2和常開觸點(diǎn)JK1、常閉觸點(diǎn)>ΓΚ2可以用功率場效應(yīng)管MOSFET分別代替。
本發(fā)明積極效果是
本發(fā)明由于使用的都是低功耗的集成電路芯片和較大的取樣電阻值，蓄電池能 量的消耗極少，使電池僅處于一種近似自然放電的狀態(tài)。對蓄電池充電最高允許充電電 壓和放電允許最低電壓，分別設(shè)置了 2個(gè)電壓門限。最高允許充電電壓設(shè)置了 IV滯回區(qū) 電壓差，放電允許最低電壓也可以設(shè)置IV滯回區(qū)電壓差。這2個(gè)電壓門限對應(yīng)的4個(gè)電 壓值，可以通過并聯(lián)在蓄電池兩端取樣電路的可調(diào)電阻任意設(shè)置。使蓄電池過充電和過 放電得到充分保護(hù)當(dāng)充電電壓超過蓄電池充電最高允許電壓時(shí)，自動(dòng)切斷充電電壓； 當(dāng)放電電壓超過放電允許最低電壓時(shí)，自動(dòng)切斷負(fù)載。本發(fā)明應(yīng)用到太陽能或風(fēng)力發(fā)電 系統(tǒng)中，保證了蓄電池工作在正常狀態(tài)，提高了系統(tǒng)可靠性，最大限度地延長了蓄電池 的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的方框示意圖2是本發(fā)明的電原理圖3是本發(fā)明穩(wěn)壓供電電路電原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置由蓄電池電壓過充 電保護(hù)電路、蓄電池電壓過放電保護(hù)電路、穩(wěn)壓供電電路、蓄電池、LED照明燈組成。 VIN、GND接太陽能光電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的正、負(fù)直流電壓。時(shí)基電路IC1、IC2 可采用555時(shí)基電路，時(shí)基電路在蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù) 電路中構(gòu)成R-S觸發(fā)器型雙穩(wěn)電路，根據(jù)其兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平和閾值電壓不同，取 樣電路分為上限和下限取樣電路，可以設(shè)置IV滯回區(qū)電壓差。
所述蓄電池電壓過充電保護(hù)電路由電阻Rl、R2、R3、R4、可調(diào)電阻Wl、 W2、時(shí)基電路IC1、濾波電容Cl、繼電器Jl和常開觸點(diǎn)JKl組成，其中電阻R3、可調(diào) 電阻W2、電阻R4串聯(lián)組成的上限取樣電路接時(shí)基電路ICl的6腳；電阻R1、可調(diào)電阻 WU電阻R2串聯(lián)組成的下限取樣電路接時(shí)基電路ICl的2腳。時(shí)基電路ICl的滯回區(qū) 電壓差設(shè)定為IV，當(dāng)蓄電池電壓低于13.5V，使ICl的2腳電位低于1/3VDD時(shí)，時(shí)基電 路ICl發(fā)生置位，ICl的輸出端3腳輸出的高電平使Jl吸合，常開觸點(diǎn)JKl閉合接通充 電回路。當(dāng)蓄電池電壓充到14.5V，使ICl的6腳電位高于2/3Vdd時(shí)，時(shí)基電路ICl發(fā) 生復(fù)位，ICl的3腳輸出的低電平使繼電器Jl釋放，常開觸點(diǎn)JKl斷開充電回路，由于 滯回區(qū)電壓差的存在，可以避免“斷開一接通一斷開一接通”振蕩。
蓄電池電壓過放電保護(hù)電路由電阻R5、R6、R7、R8、可調(diào)電阻W3、W4、 時(shí)基電路IC2、濾波電容C2、繼電器J2和常閉觸點(diǎn)JK2組成，其中電阻R7、可調(diào)電阻 W4、電阻R8串聯(lián)組成的上限取樣電路接時(shí)基電路IC2的6腳；電阻R5、可調(diào)電阻W3、 電阻R6串聯(lián)組成的下限取樣電路接時(shí)基電路IC2的2腳。時(shí)基電路IC2的滯回區(qū)電壓差設(shè)定為IV，當(dāng)蓄電池電壓低于10.8V，使IC2的2腳電位低于1/3Vdd時(shí)，時(shí)基電路IC2 發(fā)生置位，IC2的輸出端3腳輸出的高電平使J2吸合，常閉觸點(diǎn)JK2斷開，放電回路的 LED照明燈斷開，這個(gè)時(shí)候蓄電池由于無負(fù)載，蓄電池端電壓雖然會(huì)有升高，但由于仍 低于11.8V，負(fù)載不會(huì)重新被接通，由于滯回區(qū)電壓差的存在，避免了 “斷開一接通一斷 開一接通”振蕩。當(dāng)蓄電池電壓被充電或恢復(fù)到高于11.8V時(shí)，使IC2的6腳電位高于 2/3Vdd，時(shí)基電路IC2發(fā)生復(fù)位，IC2的3腳輸出的低電平使繼電器J2釋放，常閉觸點(diǎn) JK2接通，放電回路接通。
如圖3所示，所述穩(wěn)壓供電電路由三端穩(wěn)壓器IC3、濾波電容C3、C4組成，其 中A端接在蓄電池E的正極，Vdd接蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù) 電路中的2只555時(shí)基電路的復(fù)位端4腳和電源8腳，GND接蓄電池E負(fù)極。穩(wěn)壓供電 電路提供穩(wěn)壓供電，保證了 2只555時(shí)基電路穩(wěn)定工作且不受充放電影響。
由于556雙時(shí)基電路包含二個(gè)完全相同的555時(shí)基電路，所以可用1只556雙時(shí) 基電路取代蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù)電路中的2只555時(shí)基電 路?？梢杂霉β蕡鲂?yīng)晶體管(MOSFET)分別代替繼電器Jl、J2和常開觸點(diǎn)JK1、常閉 觸點(diǎn)JK2來實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)開關(guān)控制。
本發(fā)明對蓄電池充電最高允許充電電壓和放電允許最低電壓，分別設(shè)置了 2個(gè) 電壓門限。最高允許充電電壓設(shè)置了 IV滯回區(qū)電壓差，放電允許最低電壓也可以設(shè)置 IV滯回區(qū)電壓差。這2個(gè)電壓門限對應(yīng)的4個(gè)電壓值，可以通過并聯(lián)在蓄電池兩端取樣 電路的可調(diào)電阻任意設(shè)置。使蓄電池過充電和過放電得到充分保護(hù)當(dāng)充電電壓超過蓄 電池充電最高允許電壓時(shí)，自動(dòng)切斷充電電壓；當(dāng)放電電壓超過放電允許最低電壓時(shí)， 自動(dòng)切斷負(fù)載。本發(fā)明應(yīng)用到太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，保證了蓄電池工作在正常狀 態(tài)，提高了系統(tǒng)可靠性，最大限度地延長了蓄電池的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，由蓄電池電壓過充電保護(hù)電路、蓄 電池電壓過放電保護(hù)電路、穩(wěn)壓供電電路、蓄電池、LED照明燈組成，VIN、GND接太 陽能光電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的正、負(fù)直流電壓，其特征是所述蓄電池電壓過充電保護(hù)電路由電阻(Rl、R2、R3、R4)、可調(diào)電阻(W1、 W2)、時(shí)基電路(ICl)、濾波電容(Cl)、繼電器(Jl)和常開觸點(diǎn)(JKl)組成，其中電阻 (R3)、可調(diào)電阻(W2)、電阻(R4)串聯(lián)組成的上限取樣電路接時(shí)基電路(ICl)的6腳， 電阻(Rl)、可調(diào)電阻(Wl)、電阻(R2)串聯(lián)組成的下限取樣電路接時(shí)基電路(ICl)的2 腳；所述蓄電池電壓過放電保護(hù)電路由電阻(R5、R6、R7、R8)、可調(diào)電阻(W3、 W4)、時(shí)基電路(IC2)、濾波電容(C2)、繼電器(J2)和常閉觸點(diǎn)(JK2)組成，其中電阻 (R7)、可調(diào)電阻(W4)、電阻(R8)串聯(lián)組成的上限取樣電路接時(shí)基電路(IC2)的6腳， 電阻(R5)、可調(diào)電阻(W3)、電阻(R6)串聯(lián)組成的下限取樣電路接時(shí)基電路(IC2)的2 腳；所述穩(wěn)壓供電電路由三端穩(wěn)壓器(IC3)、濾波電容(C3、C4)組成，其中A端接在蓄 電池的正極，VDD接蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù)電路中的時(shí)基 電路(ICl)、(IC2)的復(fù)位端4和電源8腳，GND接蓄電池負(fù)極。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，其特征是所述的 時(shí)基電路(ICl)和時(shí)基電路(IC2)均采用555時(shí)基電路。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，其特征是時(shí)基電 路(ICl)和時(shí)基電路(IC2)可采用1只556雙時(shí)基電路。
4.如權(quán)利要求1-3任何之一所述的太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，其特征 是時(shí)基電路在蓄電池電壓過充電保護(hù)電路和蓄電池電壓過放電保護(hù)電路中構(gòu)成R-S觸 發(fā)器型雙穩(wěn)電路。
5.如權(quán)利要求1-3任何之一所述的太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，其特征 是所述繼電器(Jl、J2)和常開觸點(diǎn)(JKl)、常閉觸點(diǎn)(JK2)用功率場效應(yīng)管分別代替。
全文摘要
一種太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)蓄電池保護(hù)裝置，用以克服現(xiàn)有電壓等級較高蓄電池過充電和電過放電得不到保護(hù)的缺陷。它由蓄電池電壓過充電保護(hù)電路、蓄電池電壓過放電保護(hù)電路、穩(wěn)壓供電電路、蓄電池、LED照明燈組成。當(dāng)充電電壓超過蓄電池充電最高允許電壓時(shí)，自動(dòng)切斷充電電壓；當(dāng)放電電壓超過放電允許最低電壓時(shí)，自動(dòng)切斷負(fù)載。本發(fā)明應(yīng)用到太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，保證了蓄電池工作在正常狀態(tài)，提高了系統(tǒng)可靠性，最大限度地延長了蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02H7/18GK102025130SQ20101054616
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者盧會(huì)水, 房林, 李云東 申請人:山東華盈電力能源發(fā)展有限公司