專利名稱：智能光伏控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能光伏控制器，屬太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是小型獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是由太陽能極板、光伏控制器、蓄電池組成的，光伏控制器是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心， 控制系統(tǒng)充電的方式，并對蓄電池起到過充、過放電保護(hù)的作用，同時具有溫度補(bǔ)償功能，所以它的性能好壞關(guān)系著系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定與否；目前市場上的光伏控制器一方面系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)測量精度不高，導(dǎo)致對蓄電池的過充、過放保護(hù)存在一定程度的弊端，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行及降低了蓄電池的使用壽命；另一面系統(tǒng)缺少相關(guān)的信息查詢功能，導(dǎo)致維護(hù)者不能有效地管理系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供了一種測量精度高、提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低了運(yùn)營成本的智能光伏控制器。為達(dá)到發(fā)明目的本實用新型采用的技術(shù)方案是智能光伏控制器，包括微處理器、電源單元，其特征在于所述微處理器上連接有存儲及時鐘單元、電源控制單元、上電復(fù)位電路、充電控制單元、保護(hù)控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元、串口通訊單元、拔碼開關(guān)單元、顯示指示及按鈕單元，所述電源控制單元分別與電源單元、上電復(fù)位電路、保護(hù)控制單元連接，所述電源單元分別與上電復(fù)位電路、充電控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元連接；所述電源單元用于給各單元運(yùn)行提供電源，其包括極板供電單元和蓄電池供電單元;所述電源控制單元用于控制電源單元的充放電；所述充電控制單元用于控制蓄電池的充電過程；所述保護(hù)控制單元用于保護(hù)蓄電池充放電過程不至于過充或過放；所述放電控制單元用于控制蓄電池的放電過程； 所述電壓采集單元、電流采集單元分別用于采集蓄電池、極板、負(fù)載的電壓及電流，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器；所述微處理器用于通過接收電壓采集單元、電流采集單元發(fā)送的蓄電池、極板、負(fù)載的電壓及電流的數(shù)據(jù)；在蓄電池電壓低于設(shè)定值或負(fù)載電流大于設(shè)定值時，發(fā)送切斷放電給負(fù)載的信號給放電控制單元；當(dāng)太陽升起時發(fā)送連接蓄電池和控制器的連接信號給電源控制單元，同時發(fā)送充電信號給充電控制單元；所述存儲及時鐘單元用于保存系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；所述串口通訊單元用于上傳系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；所述顯示指示及按鈕單元用于顯示工作過程及操作過程；[0016]所述拔碼開關(guān)單元用于設(shè)定系統(tǒng)的地址及波特率，便于遠(yuǎn)程通訊。進(jìn)一步，所述電源控制單元包括電源控制電路、欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路，所述電源控制電路分別于蓄電池供電單元、微控制器、欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路連接，所述欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路分別與極板供電單元連接；所述欠壓保護(hù)控制電路用于當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值時自動切斷蓄電池與控制器的連接；所述恢復(fù)控制電路用于當(dāng)太陽升起時給蓄電池充電直至蓄電池電壓高于設(shè)定值自動切換連接蓄電池與控制器。進(jìn)一步，所述充電控制單元包括第一驅(qū)動控制電路、充電控制電路、過充保護(hù)控制電路；所述第一驅(qū)動控制電路分別與微處理器、蓄電池供電單元、充電控制電路、過充保護(hù)控制電路連接，所述充電控制電路和過充保護(hù)控制電路連接。進(jìn)一步，所述保護(hù)控制單元包括防反充控制電路、負(fù)載短路保護(hù)控制電路、防接反保護(hù)控制電路；所述防反充控制電路與微處理器、蓄電池供電單元連接，所述負(fù)載短路保護(hù) 控制電路、防接反保護(hù)控制電路分別與電源控制單元連接。進(jìn)一步，所述放電控制單元包括第二驅(qū)動控制電路、放電控制電路、過放保護(hù)控制電路；所述第二驅(qū)動控制電路分別與微處理器、蓄電池供電單元、放電控制電路、過放保護(hù)控制電路連接，所述放電控制電路和過放保護(hù)控制電路連接。 進(jìn)一步，所述電壓采集單元包括與蓄電池供電單元連接的第一電壓采集單元和與極板供電單元連接的第二電壓采集單元，所述第一電壓采集單元由第一電壓采集電路組成，所述第二電壓采集單元由第二電壓采集電路與第一線性隔離電路連接組成；所述電流采集單元包括與蓄電池供電單元連接的第一電流采集單元和與極板供電單元連接的第二電流采集單元，所述第一電流采集單元由第一電流采集電路與第一放大電路連接組成，所述第二電流采集單元由第二電流采集電路、第二放大電路和第二線性隔離電路連接組成。進(jìn)一步，所述串口通訊單元包括多個串口電路，所述串口電路與微處理器連接。進(jìn)一步，所述撥碼開關(guān)單元包括地址拔碼電路和波特率拔碼電路，所述地址拔碼電路和波特率拔碼電路分別與微處理器連接。進(jìn)一步，所述顯示指示及按鈕單元包括液晶顯示屏、發(fā)光二極管和操作按鈕，所述液晶顯示屏、發(fā)光二極管和操作按鈕分別與微處理器連接。進(jìn)一步，所述存儲及時鐘單元包括存儲器及時鐘芯片，所述存儲器及時鐘芯片分別與微處理器連接。本實用新型的微處理器是整個設(shè)備的核心，它通過第一電壓采集單元、第一電流采集單元計算出蓄電池的電壓及電流，自動控制蓄電池的充電方式；它通過第一電壓采集單元計算出蓄電池電壓，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值時，自動切斷負(fù)載連接，從而達(dá)到保護(hù)蓄電池的功效；它通過第一電流采集單元計算出負(fù)載電流，當(dāng)負(fù)載電流大于設(shè)定值時，自動切斷負(fù)載，從而達(dá)到保護(hù)蓄電池的功效；通過拔碼開關(guān)單元設(shè)定控制器本身的地址及波特率，便于遠(yuǎn)程通訊；通過顯示、指示及按鈕單元顯示系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)及設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，界面友好，操作方便明了 ；同時它與欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路之間存在控制權(quán)切換的功能，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值，控制器與蓄電池的之間連接將切斷，控制器將通過恢復(fù)控制電路直接給蓄電池充電直至設(shè)定值，控制器將把充電控制權(quán)轉(zhuǎn)交給微處理器，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。[0027]本實用新型具有如下優(yōu)點I、能快速高精度地測量系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，便于控制系統(tǒng)充電階段及放電的程度，能有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時能有效地延長蓄電池的使用壽命。2、對系統(tǒng)采用了軟硬件雙重過充/恢復(fù)、過放/恢復(fù)保護(hù)功能，能保證在主控芯片癱瘓時，系統(tǒng)照樣運(yùn)行，有效地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、具有遠(yuǎn)程通訊接口，能實時上傳系統(tǒng)信息，便于用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控，能有效地降低系 統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)成本。

圖I是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型的具體原理框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不將本實用新型局限于這些具體實施方式
。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，本實用新型涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。參照圖I、圖2，智能光伏控制器，包括微處理器、電源單元，所述微處理器上連接有存儲及時鐘單元、電源控制單元、上電復(fù)位電路、充電控制單元、保護(hù)控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元、串口通訊單元、拔碼開關(guān)單元、顯示指示及按鈕單元，所述電源控制單元分別與電源單元、上電復(fù)位電路、保護(hù)控制單元連接，所述電源單元分別與上電復(fù)位電路、充電控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元連接；所述電源單元用于給各單元運(yùn)行提供電源，其包括極板供電單元和蓄電池供電單元;所述電源控制單元用于控制電源單元的充放電；所述充電控制單元用于控制蓄電池的充電過程；所述保護(hù)控制單元用于保護(hù)蓄電池充放電過程不至于過充或過放；所述放電控制單元用于控制蓄電池的放電過程；所述電壓采集單元、電流采集單元分別用于采集蓄電池、極板、負(fù)載的電壓及電流，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器； 所述微處理器用于通過接收電壓采集單元、電流采集單元發(fā)送的蓄電池、極板、負(fù)載的電壓及電流的數(shù)據(jù)；在蓄電池電壓低于設(shè)定值或負(fù)載電流大于設(shè)定值時，發(fā)送切斷放電給負(fù)載的信號給放電控制單元；當(dāng)太陽升起時發(fā)送連接蓄電池和控制器的連接信號給電源控制單元，同時發(fā)送充電信號給充電控制單元；所述存儲及時鐘單元用于保存系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；所述串口通訊單元用于上傳系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；所述顯示指示及按鈕單元用于顯示工作過程及操作過程；所述拔碼開關(guān)單元用于設(shè)定系統(tǒng)的地址及波特率，便于遠(yuǎn)程通訊。所述電源控制單元包括電源控制電路、欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路，所述電源控制電路分別于蓄電池供電單元、微控制器、欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路連接，所述欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路分別與極板供電單元連接；所述欠壓保護(hù)控制電路用于當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值時自動切斷蓄電池與控制器的連接；所述恢復(fù)控制電路用于當(dāng)太陽升起時給蓄電池充電直至蓄電池電壓高于設(shè)定值自動切換連接蓄電池與控制器。所述充電控制單元包括第一驅(qū)動控制電路、充電控制電路、過充保護(hù)控制電路；所述第一驅(qū)動控制電路分別與微處理器、蓄電池供電單元、充電控制電路、過充保護(hù)控制電路連接，所述充電控制電路和過充保護(hù)控制電路連接。所述保護(hù)控制單元包括防反充控制電路、負(fù)載短路保護(hù)控制電路、防接反保護(hù)控制電路；所述防反充控制電路與微處理器、蓄電池供電單元連接，所述負(fù)載短路保護(hù)控制電路、防接反保護(hù)控制電路分別與電源控制單元連接。所述放電控制單元包括第二驅(qū)動控制電路、放電控制電路、過放保護(hù)控制電路；所述第二驅(qū)動控制電路分別與微處理器、蓄電池供電單元、放電控制電路、過放保護(hù)控制電路連接，所述放電控制電路和過放保護(hù)控制電路連接。所述電壓采集單元包括與蓄電池供電單元連接的第一電壓采集單元和與極板供電單元連接的第二電壓采集單元，所述第一電壓采集單元由第一電壓采集電路組成，所述第二電壓采集單元由第二電壓采集電路與第一線性隔離電路連接組成；所述電流采集單元包括與蓄電池供電單元連接的第一電流采集單元和與極板供電單元連接的第二電流采集單元，所述第一電流采集單元由第一電流采集電路與第一放大電路連接組成，所述第二電流采集單元由第二電流采集電路、第二放大電路和第二線性隔離電路連接組成。所述串口通訊單元包括多個串口電路，所述串口電路與微處理器連接。所述撥碼開關(guān)單元包括地址拔碼電路和波特率拔碼電路，所述地址拔碼電路和波特率拔碼電路分別與微處理器連接。所述顯示指示及按鈕單元包括液晶顯示屏、發(fā)光二極管和操作按鈕，所述液晶顯示屏、發(fā)光二極管和操作按鈕分別與微處理器連接。所述存儲及時鐘單元包括存儲器及時鐘芯片，所述存儲器及時鐘芯片分別與微處理器連接。本實用新型的微處理器是整個設(shè)備的核心，它通過第一電壓采集單元、第一電流采集單元計算出蓄電池的電壓及電流，自動控制蓄電池的充電方式；它通過第一電壓采集單元計算出蓄電池電壓，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值時，自動切斷負(fù)載連接，從而達(dá)到保護(hù)蓄電池的功效；它通過第一電流采集單元計算出負(fù)載電流，當(dāng)負(fù)載電流大于設(shè)定值時，自動切斷負(fù)載，從而達(dá)到保護(hù)蓄電池的功效；通過拔碼開關(guān)單元設(shè)定控制器本身的地址及波特率，便于遠(yuǎn)程通訊；通過顯示、指示及按鈕單元顯示系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)及設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，界面友好，操作方便明了 ；同時它與欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路之間存在控制權(quán)切換的功能，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值，控制器與蓄電池的之間連接將切斷，控制器將通過恢復(fù)控制電路直接給蓄電池充電直至設(shè)定值，控制器將把充電控制權(quán)轉(zhuǎn)交給微處理器，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。權(quán)利要求1.智能光伏控制器，包括微處理器、電源單元，其特征在于所述微處理器上連接有存儲及時鐘單元、電源控制單元、上電復(fù)位電路、充電控制單元、保護(hù)控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元、串口通訊單元、拔碼開關(guān)單元、顯示指示及按鈕單元，所述電源控制單元分別與電源單元、上電復(fù)位電路、保護(hù)控制單元連接，所述電源單元分別與上電復(fù)位電路、充電控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元連接； 所述電源單元用于給各單元運(yùn)行提供電源，其包括極板供電單元和蓄電池供電單元； 所述電源控制單元用于控制電源單元的充放電； 所述充電控制單元用于控制蓄電池的充電過程； 所述保護(hù)控制單元用于保護(hù)蓄電池充放電過程不至于過充或過放； 所述放電控制單元用于控制蓄電池的放電過程； 所述電壓采集單元、電流采集單元分別用于采集蓄電池、極板、負(fù)載的電壓及電流，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器； 所述微處理器用于通過接收電壓采集單元、電流采集單元發(fā)送的蓄電池、極板、負(fù)載的電壓及電流的數(shù)據(jù)；在蓄電池電壓低于設(shè)定值或負(fù)載電流大于設(shè)定值時，發(fā)送切斷放電給負(fù)載的信號給放電控制單元；當(dāng)太陽升起時發(fā)送連接蓄電池和控制器的連接信號給電源控制單元，同時發(fā)送充電信號給充電控制單元； 所述存儲及時鐘單元用于保存系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)； 所述串口通訊單元用于上傳系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)； 所述顯示指示及按鈕單元用于顯示工作過程及操作過程； 所述拔碼開關(guān)單元用于設(shè)定系統(tǒng)的地址及波特率，便于遠(yuǎn)程通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏控制器，其特征在于所述電源控制單元包括電源控制電路、欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路，所述電源控制電路分別于蓄電池供電單元、微控制器、欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路連接，所述欠壓保護(hù)控制電路、恢復(fù)控制電路分別與極板供電單元連接；所述欠壓保護(hù)控制電路用于當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值時自動切斷蓄電池與控制器的連接；所述恢復(fù)控制電路用于當(dāng)太陽升起時蓄電池電壓高于設(shè)定值自動連接蓄電池與控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的智能光伏控制器，其特征在于所述充電控制單元包括第一驅(qū)動控制電路、充電控制電路、過充保護(hù)控制電路；所述第一驅(qū)動控制電路分別與微處理器、蓄電池供電單元、充電控制電路、過充保護(hù)控制電路連接，所述充電控制電路和過充保護(hù)控制電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能光伏控制器，其特征在于所述保護(hù)控制單元包括防反充控制電路、負(fù)載短路保護(hù)控制電路、防接反保護(hù)控制電路；所述防反充控制電路與微處理器、蓄電池供電單元連接，所述負(fù)載短路保護(hù)控制電路、防接反保護(hù)控制電路分別與電源控制單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能光伏控制器，其特征在于所述放電控制單元包括第二驅(qū)動控制電路、放電控制電路、過放保護(hù)控制電路；所述第二驅(qū)動控制電路分別與微處理器、蓄電池供電單元、放電控制電路、過放保護(hù)控制電路連接，所述放電控制電路和過放保護(hù)控制電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能光伏控制器，其特征在于所述電壓采集單元包括與蓄電池供電單元連接的第一電壓采集單元和與極板供電單元連接的第二電壓采集單元，所述第一電壓采集單元由第一電壓采集電路組成，所述第二電壓采集單元由第二電壓采集電路與第一線性隔離電路連接組成；所述電流采集單元包括與蓄電池供電單元連接的第一電流采集單元和與極板供電單元連接的第二電流采集單元，所述第一電流采集單元由第一電流采集電路與第一放大電路連接組成，所述第二電流采集單元由第二電流采集電路、第二放大電路和第二線性隔離電路連接組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能光伏控制器，其特征在于所述串口通訊單元包括多個串口電路，所述串口電路與微處理器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能光伏控制器，其特征在于所述撥碼開關(guān)單元包括地址拔碼電路和波特率拔碼電路，所述地址拔碼電路和波特率拔碼電路分別與微處理器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能光伏控制器，其特征在于所述顯示指示及按鈕單元包括液晶顯示屏、發(fā)光二極管和操作按鈕，所述液晶顯示屏、發(fā)光二極管和操作按鈕分別與微處理器連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能光伏控制器，其特征在于所述存儲及時鐘單元包括存儲器及時鐘芯片，所述存儲器及時鐘芯片分別與微處理器連接。
專利摘要智能光伏控制器，包括微處理器、電源單元，所述微處理器上連接有存儲及時鐘單元、電源控制單元、上電復(fù)位電路、充電控制單元、保護(hù)控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元、串口通訊單元、拔碼開關(guān)單元、顯示指示及按鈕單元，所述電源控制單元分別與電源單元、上電復(fù)位電路、保護(hù)控制單元連接，所述電源單元分別與上電復(fù)位電路、充電控制單元、放電控制單元、電壓采集單元、電流采集單元連接。本實用新型的有益效果能快速高精度地測量系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，便于控制系統(tǒng)充電階段及放電的程度，能有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時能有效地延長蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK202679017SQ201220331078
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者李曉春, 秦勇, 邵坤, 虞敏杰, 劉成棟 申請人:杭州感想科技有限公司