一種離網式光伏系統的充放電控制器的制作方法

本實用新型涉及光伏新能源技術，尤其是一種離網式光伏系統的充放電控制器。

背景技術：

當今世界，煤炭及石油日益減少，而且污染也越來越嚴重，因此世界各國越來越重視光伏發電的發展。太陽能為一種無限量、可清潔實用的可再生能源，隨著我國光伏行業的發展，越來越多的地方開始使用光伏發電系統，尤其是在遠離電網的地方應用越來越廣泛。很多離網型獨立電站、基站、監控系統，對供電功率都具有較高的要求，需要具有高功率充放電能力的控制器與之配套，目前的控制器亟待改進。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種離網式光伏系統的充放電控制器，用于解決現有充放電控制器功率小、匹配性差的問題。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種離網式光伏系統的充放電控制器，包括殼體，所述殼體上設有光伏電池接線端口、蓄電池接線端口和負載接線端口，所述殼體內設有與所述光伏電池接線端口相連的PWM充電模塊，所述殼體內還設有與所述蓄電池接線端口相連的電源管理模塊和與所述負載接線端口相連的放電管理模塊，所述殼體內還設有與所述PWM充電模塊、所述電源管理模塊和所述放電管理模塊相連的控制模塊，所述控制模塊還連接有人機交互模塊。

本實用新型提供的離網式光伏系統的充放電控制器還具有以下技術特征：

進一步地，所述人機交互模塊包括與所述控制模塊相連的LED斷碼顯示屏、紅外通訊模塊、485通訊接口。

進一步地，所述人機交互模塊包括與所述控制模塊相連的溫度探頭接口、 USB通訊接口。

進一步地，所述PWM充電模塊包括設置在兩個光伏電池接線端口之間由兩個串聯的雙向穩壓二極管構成的保護支路，一個所述光伏電池接線端口通過保險器件與一個蓄電池接線端口相連。

進一步地，所述PWM充電模塊還包括反接保護單元，所述反接保護單元包括與一個所述光伏電池接線端口連接的第一反接保護電路，所述第一反接保護電路包括與光伏電池接線端口相連的第一電阻和第一功率場效應晶體管，所述第一電阻通過第二電阻還連接有第二功率場效應晶體管，所述第二功率場效應晶體管與所述第一功率場效應晶體管相連，所述第一功率場效應晶體管的兩端還并聯有第一電容、第二電容；所述第一電阻還通過第三電阻連接有第三功率場效應晶體管、第四功率場效應晶體管，所述第一電阻還通過第四電阻連接有第五功率場效應晶體管、第六功率場效應晶體管，所述第三功率場效應晶體管、所述第四功率場效應晶體管、所述第五功率場效應晶體管和所述第六功率場效應晶體管均與所述第一功率場效應晶體管相連。

進一步地，所述第一反接保護電路與所述蓄電池接線端口之間還設有第二反接保護電路，所述第二反接保護電路包括與所述蓄電池接線端口相連的第七功率場效應晶體管和第八功率場效應晶體管，所述蓄電池接線端口還通過第五電阻、第六電阻與所述第八功率場效應晶體管相連，所述第七功率場效應晶體管的兩端還并聯有第三電容，所述第五電阻還通過第七電阻連接有第九功率場效應晶體管、第十功率場效應晶體管，所述第五電阻還通過第八電阻連接有第十一功率場效應晶體管、第十二功率場效應晶體管，所述第九功率場效應晶體管、所述第十功率場效應晶體管、所述第十一功率場效應晶體管和所述第十二功率場效應晶體管均與所述第七功率場效應晶體管相連。

進一步地，所述PWM充電模塊還包括與蓄電池接線端口相連的充電采樣電路，所述充電采樣電路包括連接在所述蓄電池接線端口和接地端子之間的第九電阻，所述第九電阻的兩端還并聯有第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻和第十六電阻。

進一步地，所述PWM充電模塊還包括與負載接線端口相連的放電采樣電路，所述放電采樣電路包括連接在所述負載接線端口和接地端子之間的第十七電阻，所述第十七電阻的兩端還并聯有第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十三電阻和第二十四電阻。

本實用新型具有如下有益效果：通過采用模塊的設計思路將光伏電池管理、蓄電池管理及負載驅動等功能進行集成，并在殼體上設置光伏電池接線端口、蓄電池接線端口和負載接線端口，由此可快速、方便地根據需要進行組裝；PWM 充電模塊可實現寬范圍的電壓輸入和較大的電流輸入，抗沖擊能力強；人機交互模塊可輕松地與其他設備建立通訊、實現協同工作。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的離網式光伏系統的充放電控制器的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例中的離網式光伏系統的充放電控制器的電路原理圖；

圖3為本實用新型實施例中的PWM充電模塊的電路圖。

具體實施方式

下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

如圖1至圖3所示的本實用新型的離網式光伏系統的充放電控制器的一個實施例中，該離網式光伏系統的充放電控制器包括殼體10，殼體10上設有光伏電池接線端口11、蓄電池接線端口12和負載接線端口13，殼體10內設有與光伏電池接線端口11相連的PWM充電模塊21，殼體10內還設有與蓄電池接線端口12相連的電源管理模塊22和與負載接線端口13相連的放電管理模塊23，殼體10內還設有與PWM充電模塊21、電源管理模塊22和放電管理模塊23相連的控制模塊20，控制模塊20還連接有人機交互模塊30。該實施例中的離網式光伏系統的充放電控制器，通過采用模塊的設計思路將光伏電池管理、蓄電池管理及負載驅動等功能進行集成，并在殼體上設置光伏電池接線端口、蓄電池接線端口和負載接線端口，由此可快速、方便地根據需要進行組裝，減少了不必要的冗余和安裝工作量，大幅降低了系統的整體成本；PWM充電模塊可實現寬范圍的電壓輸入和較大的電流輸入，抗沖擊能力強；人機交互模塊可輕松地與其他設備建立通訊、實現協同工作。

在上述實施例中，離網式光伏系統的充放電控制器還具有以下技術特征：人機交互模塊30包括與控制模塊20相連的LED斷碼顯示屏31、紅外通訊模塊 32、485通訊接口33、溫度探頭接口34、USB通訊接口35，由此可實現查看運行數據、操控運行狀態，通過通訊模塊可實現與上位機和其他設備協同工作。

在上述實施例中，所述PWM充電模塊21包括設置在兩個光伏電池接線端口PV+、PV-之間由兩個串聯的雙向穩壓二極管DTVS101、DTVS102構成的保護支路，光伏電池接線端口PV+通過保險器件F101、F102、F104與蓄電池接線端口BAT+ 相連，兩個雙向穩壓二極管DTVS101與DTVS102可以起到保護電路的作用，其主要原理是TVS為半導體元件，與被保護電路并聯，當有高壓產生時，TVS呈現短路狀態，待電壓正常時，恢復高阻抗狀態(形同開路)，線路正常啟動，由此實現輸入保護。

在上述實施例中，所述PWM充電模塊21還包括反接保護單元，所述反接保護單元包括與光伏電池接線端口PV-連接的第一反接保護電路212，第一反接保護電路212包括與光伏電池接線端口PV-相連的第一電阻R1和第一功率場效應晶體管Q1，第一電阻R1通過第二電阻R2還連接有第二功率場效應晶體管Q2，第二功率場效應晶體管Q2與第一功率場效應晶體管Q1相連，第一功率場效應晶體管Q1的兩端還并聯有第一電容C1、第二電容C2；第一電阻R1還通過第三電阻R3連接有第三功率場效應晶體管Q3、第四功率場效應晶體管Q4，第一電阻R1還通過第四電阻R4連接有第五功率場效應晶體管Q5、第六功率場效應晶體管Q6，第三功率場效應晶體管Q3、第四功率場效應晶體管Q4、第五功率場效應晶體管Q5和第六功率場效應晶體管Q6均與第一功率場效應晶體管Q1相連，由此在兩個光伏電池接線端口PV+、PV-反接時起到反接保護防止器件燒毀的作用。第一反接保護電路212與蓄電池接線端口BAT之間還設有第二反接保護電路214，第二反接保護電路214包括與蓄電池接線端口BAT相連的第七功率場效應晶體管Q7和第八功率場效應晶體管Q8，蓄電池接線端口BAT還通過第五電阻R5、第六電阻R6與第八功率場效應晶體管Q8相連，第七功率場效應晶體管Q7的兩端還并聯有第三電容C3，第五電阻R5還通過第七電阻R7連接有第九功率場效應晶體管Q9、第十功率場效應晶體管Q10，第五電阻R5還通過第八電阻R8連接有第十一功率場效應晶體管Q11、第十二功率場效應晶體管 Q12，第九功率場效應晶體管Q9、第十功率場效應晶體管Q10、第十一功率場效應晶體管Q11和第十二功率場效應晶體管Q12均與第七功率場效應晶體管Q7 相連，由此在兩個蓄電池接線端口BAT+、BAT-反接時起到反接保護防止器件燒毀的作用。

在上述實施例中，所述PWM充電模塊21還包括與蓄電池接線端口BAT相連的充電采樣電路216，充電采樣電路216包括連接在蓄電池接線端口BAT和接地端子之間的第九電阻R9，第九電阻R9的兩端還并聯有第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15 和第十六電阻R16,由此實現電流采樣，保證電路安全。所述PWM充電模塊21 還包括與負載接線端口L0AD相連的放電采樣電路218，放電采樣電路218包括連接在負載接線端口L0AD和接地端子之間的第十七電阻R17，第十七電阻R17 的兩端還并聯有第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23和第二十四電阻R24，由此實現電流采樣，保證電路安全。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。