太陽(yáng)能充放電控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)，特別涉及一種超級(jí)電容與蓄電池主備供電的太陽(yáng)能充放電控制器，包括蓄電池、超級(jí)電容；其特征在于還包括抗干擾防浪涌保護(hù)電路、能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、雙反饋充電補(bǔ)償電路、蓄電池充電管理電路、蓄電池激活電路、三路供電“或”操作電路、輸出保護(hù)電路。本實(shí)用新型與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，實(shí)現(xiàn)了“超級(jí)電容主供、蓄電池后備”先進(jìn)的供電模式，具有使用壽命長(zhǎng)久、能量轉(zhuǎn)化效率高、提高太陽(yáng)能利用率、延長(zhǎng)蓄電池使用時(shí)間，降低控制器損耗的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能充放電控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)，特別涉及一種超級(jí)電容與蓄電池混合蓄能的太陽(yáng)能充放電控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽(yáng)能的利用已被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，其中最常見(jiàn)的就是使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電為蓄電池進(jìn)行充電，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能并用蓄電池進(jìn)行存儲(chǔ)，再利用蓄電池給用電設(shè)備進(jìn)行供電。在野外等無(wú)法提供市電的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其供電普遍采用太陽(yáng)能、風(fēng)能和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電取能電池蓄能的方式，特別是高鐵和高壓電網(wǎng)輸電線(xiàn)路的無(wú)線(xiàn)檢測(cè)終端，大部分安裝在鐵路旁和野外的塔桿上，長(zhǎng)期處于無(wú)人監(jiān)護(hù)狀態(tài)，運(yùn)行環(huán)境尤其特殊，對(duì)供電設(shè)備的體積、重量等提出更多的要求和限制，因此，現(xiàn)有的太陽(yáng)能供電裝置已無(wú)法滿(mǎn)足使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問(wèn)題，這就對(duì)供電電源的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，需要從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮:
[0004]一、小體積、高效率:由于使用環(huán)境的特殊，只可能采用小體積、高效率的小功率太陽(yáng)能組件，除整個(gè)電源系統(tǒng)本身必須具備高效率、微功耗的特性外，還應(yīng)充分考慮具備對(duì)微弱電流的采集存儲(chǔ)功能，從而滿(mǎn)足系統(tǒng)長(zhǎng)期供電需求，保證系統(tǒng)的連續(xù)工作時(shí)間；
[0005]二、高可靠、免維護(hù):由于設(shè)備安裝于室外，運(yùn)行環(huán)境惡劣，并且長(zhǎng)期無(wú)人監(jiān)護(hù)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)維護(hù)，因此，要求電源系統(tǒng)必須具有高可靠性和免維護(hù)功能，可在各種苛刻的環(huán)境下可靠運(yùn)行，并且實(shí)現(xiàn)8?10年免維護(hù)；
[0006]三、高兼容、高穩(wěn)定:結(jié)合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行抗干擾和安全保護(hù)設(shè)計(jì)，使電源必須具有高兼容性；
[0007]四、先進(jìn)、實(shí)用:既能體現(xiàn)當(dāng)前光伏發(fā)電技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的最新高科技水平，又要達(dá)到合理的性能價(jià)格比。
[0008]于是我們采用“太陽(yáng)能光伏發(fā)電，超級(jí)電容與蓄電池混合儲(chǔ)能”的獨(dú)特供電模式，以“超級(jí)電容主供、蓄電池后備”的新穎設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了一款具有開(kāi)創(chuàng)性的高效率太陽(yáng)能充放電控制器；它充分利用超級(jí)電容充電速度快，串聯(lián)內(nèi)阻低，并聯(lián)內(nèi)阻高和超長(zhǎng)循環(huán)使用壽命的優(yōu)勢(shì)，以及免維護(hù)蓄電池能量密度高和低成本的特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，合理匹配。以具有最大功率跟蹤功能的太陽(yáng)能充電控制芯片為核心，設(shè)計(jì)獨(dú)特的雙反饋電路，構(gòu)成適應(yīng)于超級(jí)電容和蓄電池不同充電特性的，超級(jí)電容和蓄電池混合蓄能太陽(yáng)能充放電控制器。它具有控制模式先進(jìn)，充電效率高，可在較弱的電流下充電，功耗低、長(zhǎng)壽命、高可靠、高性?xún)r(jià)比的特點(diǎn)，是一種理想的太陽(yáng)能供電裝置。
[0009]1、太陽(yáng)能充放電控制器，包括超級(jí)電容和蓄電池組，其特征在于:還包括抗干擾防浪涌保護(hù)電路、能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、雙反饋充電補(bǔ)償電路、蓄電池充電管理電路、蓄電池激活電路、三路供電“或”操作電路、輸出保護(hù)電路、其中:
[0010](I)所述的抗干擾防浪涌保護(hù)電路連接在太陽(yáng)能組件輸入端的正極和太陽(yáng)能組件輸入端的負(fù)極之間，并與能量分配電路串聯(lián)；
[0011](2)所述的能量分配電路分別與三路供電“或”操作電路輸入端、蓄電池管理電路輸入端、超級(jí)電容充電管理電路輸入端、雙反饋充電補(bǔ)償電路輸入端相連；
[0012](3)所述的蓄電池充電管理電路輸入端與分配電路相連，輸出端與后備蓄電池正極相連，蓄電池的輸出端與三路供電操作電路相連；
[0013](4)所述的蓄電池激活電路與蓄電池充電管理電路、后備蓄電池并聯(lián)，后備蓄電池的容量情況可反饋給蓄電池激活電路，從而控制蓄電池充電管理電路的輸出；
[0014](5)所述的電容充電管理電路的輸入端與能量分配電路輸出端相連，與超級(jí)電容組相連，超級(jí)電容組與三路供電“或”操作電路輸入端相連；
[0015](6)所述的雙反饋補(bǔ)償電路與能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、超級(jí)電容組相連接，根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電和超級(jí)電容組蓄能情況，反饋給超級(jí)電容充電管理電路、充電管理電路，從而調(diào)節(jié)對(duì)超級(jí)電容的充電電流。
[0016]2、根據(jù)以上所描述的太陽(yáng)能充放電控制器，實(shí)現(xiàn)“超級(jí)電容主供、蓄電池后備”的供電模式，太陽(yáng)能控制器前端連接有太陽(yáng)能電池組件，太陽(yáng)能控制器后端連接有負(fù)載。
[0017]有益之處:
[0018](I) “超級(jí)電容主供、蓄電池后備”的主從供電模式，通常情況由超級(jí)電容循環(huán)充放電對(duì)負(fù)載供電，它具有超長(zhǎng)壽命，充放電循環(huán)次數(shù)大于50萬(wàn)次；
[0019](2)蓄電池處于休眠、浮充和自動(dòng)激活狀態(tài)，使蓄電池的使用壽命延長(zhǎng)至8-10年無(wú)需更換維護(hù)；
[0020](3)超級(jí)電容的充放電是電荷積累和釋放的物理變化過(guò)程，不但在陽(yáng)光充足的天氣對(duì)超級(jí)電容的快速充電，即使在光照較弱的多云、霧霾甚至陰天也能有效地實(shí)現(xiàn)弱小電流的采集存儲(chǔ)，滿(mǎn)足對(duì)負(fù)載的供電需求；
[0021](4)當(dāng)遇到長(zhǎng)時(shí)間特大暴雪等災(zāi)難性惡劣天氣狀況下，太陽(yáng)能組件的發(fā)電量無(wú)法滿(mǎn)足負(fù)載需求時(shí)，則由后備蓄電池提供電量補(bǔ)充；
[0022](5)它完全不同于傳統(tǒng)的超級(jí)電容與蓄電池混合蓄能模式，它使超級(jí)電容和蓄電池各自的優(yōu)勢(shì)得到了充分的發(fā)揮，規(guī)避了各自在應(yīng)用實(shí)踐中的不足；
[0023](6)具有最大功率跟蹤功能,大大提聞了太陽(yáng)能的利用率；
[0024](7)采用三路“理想二極管”電源通道設(shè)計(jì)，使太陽(yáng)能、超級(jí)電容和蓄電池三者之間協(xié)同運(yùn)作，確保三者的高效“或”操作，明顯降低了控制器的功耗。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為太陽(yáng)能充放電控制器原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將對(duì)本實(shí)用新型太陽(yáng)能充放電控制器作近一步細(xì)致的描述。
[0027]1、一種太陽(yáng)能充放電控制器包括超級(jí)電容和蓄電池組，其特征在于還包括抗干擾防浪涌保護(hù)電路、能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、雙反饋充電補(bǔ)償電路、蓄電池充電管理電路、蓄電池激活電路、三路供電“或”操作電路、輸出保護(hù)電路、其中:
[0028](I)所述的抗干擾防浪涌保護(hù)電路連接在太陽(yáng)能組件輸入端的正極和太陽(yáng)能組件輸入端的負(fù)極之間，并與能量分配電路串聯(lián)；
[0029](2)所述的能量分配電路分別與三路供電“或”操作電路輸入端、蓄電池管理電路輸入端、超級(jí)電容充電管理電路輸入端、雙反饋充電補(bǔ)償電路輸入端相連；
[0030](3)所述的蓄電池充電管理電路輸入端與分配電路相連，輸出端與后備蓄電池正極相連，蓄電池的輸出端與三路供電操作電路相連；
[0031](4)所述的蓄電池激活電路與蓄電池充電管理電路、后備蓄電池并聯(lián)，后備蓄電池的容量情況可反饋給蓄電池激活電路，從而控制蓄電池充電管理電路的輸出；
[0032](5)所述的電容充電管理電路的輸入端與能量分配電路輸出端相連，與超級(jí)電容組相連，超級(jí)電容組與三路供電“或”操作電路輸入端相連；
[0033](6)所述的雙反饋補(bǔ)償電路與能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、超級(jí)電容組相連接，根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電和超級(jí)電容組蓄能情況，反饋給超級(jí)電容充電管理電路、充電管理電路，從而調(diào)節(jié)對(duì)超級(jí)電容的充電電流。
[0034]2、一種太陽(yáng)能充放電控制器，通過(guò)以上電路，實(shí)現(xiàn)“超級(jí)電容主供、蓄電池后備”的供電模式，太陽(yáng)能控制器前端連接有太陽(yáng)能電池組件，太陽(yáng)能控制器后端連接有負(fù)載。
【權(quán)利要求】
1.太陽(yáng)能充放電控制器，包括超級(jí)電容和蓄電池組，其特征在于:還包括抗干擾防浪涌保護(hù)電路、能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、雙反饋充電補(bǔ)償電路、蓄電池充電管理電路、蓄電池激活電路、三路供電“或”操作電路、輸出保護(hù)電路、其中:所述的抗干擾防浪涌保護(hù)電路連接在太陽(yáng)能組件輸入端的正極和太陽(yáng)能組件輸入端的負(fù)極之間，并與能量分配電路串聯(lián)；所述的能量分配電路分別與三路供電“或”操作電路輸入端、蓄電池管理電路輸入端、超級(jí)電容充電管理電路輸入端、雙反饋充電補(bǔ)償電路輸入端相連；所述的蓄電池充電管理電路輸入端與分配電路相連，輸出端與后備蓄電池正極相連，蓄電池的輸出端與三路供電操作電路相連；所述的蓄電池激活電路與蓄電池充電管理電路、后備蓄電池并聯(lián)，后備蓄電池的容量情況可反饋給蓄電池激活電路，從而控制蓄電池充電管理電路的輸出；所述的電容充電管理電路的輸入端與能量分配電路輸出端相連，與超級(jí)電容組相連，超級(jí)電容組與三路供電“或”操作電路輸入端相連；所述的雙反饋補(bǔ)償電路與能量分配電路、超級(jí)電容充電管理電路、超級(jí)電容組相連接，根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電和超級(jí)電容組蓄能情況，反饋給超級(jí)電容充電管理電路、充電管理電路，從而調(diào)節(jié)對(duì)超級(jí)電容的充電電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能充放電控制器，其特征在于:太陽(yáng)能控制器前端連接有太陽(yáng)能電池組件，太陽(yáng)能控制器后端連接有負(fù)載。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK203747492SQ201420120994
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】張大鴻, 劉曉建 申請(qǐng)人:濟(jì)南賽克立德電氣科技有限公司