[实用新型]高效率太阳能灯控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏技术领域中的太阳能灯控制器，特别是涉及一种具有最大功率点跟踪功能和智能充电管理的高效率太阳能灯控制器。

背景技术

太阳能是一种清洁的可再生能源，是取之不尽的能源资源。太阳电池可以直接将太阳能转换为电能，不对环境产生任何污染。近年来随着光伏技术的飞速发展，太阳能在照明灯具上的应用日益扩大，近几年来，太阳能灯具产品由于安全、节能、方便、环保等多重优势，应用已经逐渐形成规模。

太阳能灯控制器是太阳能照明系统中重要的部件之一，控制器的优劣不但决定蓄电池的使用寿命，而且还直接影响光伏系统的电力输出。独立光伏系统中一般是根据储能蓄电池的额定电压来选择太阳电池输出电压，而对蓄电池的充放电控制，则是通过监控蓄电池的电压实现。控制工作电压在一定程度上可以调节太阳电池的输出，但太阳电池的最大功率点是变化的，当太阳电池的最大功率点超出所控制的范围时，就会浪费一部分能源。因此，为了有效利用太阳能，就必须跟踪控制太阳电池的最大功率点来调节太阳电池的输出；同时将蓄电池充电电压限制在一定的范围，以保证蓄电池有稳定的电压。对于太阳能灯具的设计来说，成功的控制电路设计不但能增加灯具的工作稳定性，更能延长蓄电池和灯具寿命，降低系统成本。因此控制器的设计是关键。

目前市场上的小型太阳能灯控制器产品很不完善，国内的小型太阳能灯控制器中均未发现有最大功率跟踪技术，大多采用恒压法来控制整个充电过程，虽然在一定程度上简化了控制器的结构，降低了一些成本，但这样对太阳能电池的利用率大大降低，不利于太阳能产业的研究和发展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有最大功率点跟踪功能和智能充电管理的高效率太阳能灯控制器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种高效率太阳能灯控制器，包括有太阳能电池、蓄电池、单片机系统，两个继电器电路、DC-DC变换电路、以及两路电流电压采集电路，其中，太阳能电池、一个继电器电路、DC-DC变换电路、蓄电池、另一个继电器电路依次相连；第一路电流电压采集电路的输入与太阳能电池相连，输出与单片机系统相连；第二路电流电压采集电路的输入与蓄电池相连，输出与单片机系统相连；单片机系统还分别与两个继电器电路、DC-DC变换电路相连接。

所述的DC-DC变换电路采用SEPIC拓扑电路结构。

所述的两路电流电压采集电路是由双运算放大器U2和电流检测芯片U3和U6构成，其中，双运算放大器U2的左侧运算放大器OUT1与电流检测芯片U3组成第一路用于检测太阳电池的输出电压和电流的电压电流检测电路；双运算放大器U2的右侧运算放大器OUT2与电流检测芯片U6组成第二路用于检测蓄电池的充电电压和电流的电压电流检测电路；双运算放大器U2的脚3通过电阻R7的一端V1、脚5通过电阻R11的一端V3、电流检测芯片U3的脚1和脚8、电流检测芯片U6的脚1和脚8分别连接继电器电路和继电器电路中的检测电阻R2、R3的两端；双运算放大器U2的脚1和脚2通过电阻R9的一端out1、脚6和脚7通过电阻R10的一端out3、电流检测芯片U3的脚5通过电阻R14的一端ios、电流检测芯片U6的脚5通过电阻R15的一端ioc与单片机系统中的芯片U5的四个管脚即脚2和脚3、脚7和脚8相连进行AD转换。

所述的继电器电路、DC-DC变换电路、继电器电路包括有检测电阻R2、R3、继电器K1和继电器K2、变压器T1、MOS管Q2、三极管Q1、Q3、芯片U1，其中，电阻R2通过电感L1和保险丝F1与继电器K2的脚5相连；电阻R3通过电感L2与继电器K1的脚5相连；继电器K1的脚4通过发光二极管D2电阻R5接地，脚1通过二极管D1与脚2一起接三极管Q1的集电极，脚3连接变压器T1的输入端，三极管Q1的基极通过电阻R4连接单片机系统中的芯片U5的脚9，发射极接地；继电器K2的脚4接负载，脚1通过二极管D4与脚2一起接三极管Q3的集电极，三极管Q1的基极通过电阻R6连接单片机系统中的芯片U5的脚10，发射极接地；MOS管Q2的一端与变压器T1相连，一端接地，另一端与芯片U1的脚5和脚7相连，芯片U6的脚2和脚4接单片机系统中的芯片U5的脚17；变压器T1的输出还与相并联的两个二极管D3的一端相连，相并联的两个二极管D3的另一端通过电容C4、C5的并联接地，还连接保险丝F1。

本实用新型的高效率太阳能灯控制器，具有最大功率点跟踪功能和智能充电管理功能，能明显提高光伏系统的工作效率，间接的降低系统成本；更好的保护蓄电池，延长蓄电池的寿命。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图；