[实用新型]太阳能充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，具体涉及太阳能充电电路。

背景技术

现有的太阳能充电技术中，一部分电路是直接采用开关管控制充电电路的导通与断开的，在充电主回路中没有续流回路，充电电流不连续，电流采样困难，给最大功率点跟踪性能的提高带来了障碍；充电电流的突变造成充电开关管的冲击电压应力很大，容易造成开关管过压击穿事故的发生；同时蓄电池两端的电压波动剧烈，电磁干扰严重，也降低了蓄电池的使用寿命。为此在太阳能充电电路中增加了储能电感和续流二极管，构成了BUCK型充电电路，但是由于BUCK电路中的续流回路的存在，如果蓄电池不慎极性反接，则会造成蓄电池经过续流回路造成短路，从而引发火灾、人身伤害等严重事故。

发明内容

本实用新型旨在给出一种太阳能充电电路，尤其是一种新的电路拓扑结构，以解决蓄电池不慎带电极性反接造成蓄电池在续流回路中形成短路引发事故的问题。

为此给出太阳能充电电路，

包括充电主开关管VT1和储能电感L1，它们串联后再与所接入的太阳能电池PV和所接入的蓄电池BAT串联形成充电主回路；

包括与太阳能电池PV并联的续流二极管D1，续流二极管D1、储能电感L1和蓄电池BAT串联形成续流回路；

其特征是：

续流回路中串接有受蓄电池BAT接入极性控制的电磁开关S1，蓄电池BAT带电接入极性正确则电磁开关S1闭合，蓄电池BAT带电极性反接则电磁开关S1断开。

本实用新型的工作原理是，太阳能电池PV、充电主开关管VT1、储能电感L1、蓄电池BAT串联形成充电主回路，续流二极管D1、电感L1、蓄电池BAT串联形成续流回路，充电主开关管VT1可以采用PWM控制方式，蓄电池BAT充电电流连续，电流采样方便，提高了最大功率点跟踪（MPPT）的性能；由于续流回路的存在，降低了充电主开关管VT1的冲击电压应力，保证了充电主开关管VT1可靠地工作；同时蓄电池BAT两端的电压波动降低，减小了电磁干扰，有利于延长蓄电池BAT的使用寿命。充电主开关管VT1可以是带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管。

本实用新型的有益效果是，续流回路中串接有受蓄电池BAT带电接入极性控制的电磁开关S1，构成蓄电池接入极性控制电路，当蓄电池BAT带电正确连接时，电磁开关S1闭合，续流回路功能正常，如果发生蓄电池BAT带电极性反接，则电磁开关S1断开，防止了蓄电池BAT带电极性反接时续流回路短路，从而避免了蓄电池BAT起火造成人身伤害及财产损失事故的发生。电磁开关S1可以是继电器或接触器。

本实用新型优选地，在充电主回路和续流回路的公共部分还串接有用于防止蓄电池BAT向太阳能电池PV放电的防倒流管VT2，防止了夜间或者没有太阳光时，蓄电池BAT对太阳能电池PV进行反向电流倒灌，避免了蓄电池BAT的能量损失。防倒流管VT2可以是单独的二极管或带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管，防倒流管VT2也可以是继电器或接触器。进一步地，充电主开关管VT1可以是带寄生体二极管的MOSFET管或IGBT管，其不在续流回路中。充电主开关管VT1和续流二极管D1构成太阳能电池极性反接保护电路，当蓄电池BAT正确连接时，如果太阳能电池PV极性反接，主开关管VT1和二极管D1就对太阳能电池PV形成短路通道，太阳能电池PV本身是允许输出短路的，这就避免了蓄电池BAT电压和太阳能电池PV电压正向叠加造成防倒流管VT2过压损坏。

本实用新型中的电磁开关S1可以是常闭开关，优点是当蓄电池BAT带电接入极性正确时电磁开关S1不会耗电，但稍有不足的是当蓄电池BAT带电极性反接时，电磁开关S1从闭合转变成断开这一动作需要有一个反应时间。

本实用新型中的电磁开关S1可以是常开开关，蓄电池BAT极性反接时，常开型电磁开关S1不动作，保持断开，续流回路不会接通，可靠性高；蓄电池BAT极性正确连接时，常开型电磁开关S1动作，续流回路接通。

本实用新型还可以包括二极管VD1和光耦U1，二极管VD1与光耦U1内部的光电二极管同向串联后接在蓄电池BAT的正、负极之间，通过光耦U1实现蓄电池BAT接入极性对电磁开关S1的控制。二极管VD1的作用是防止光耦U1内部的光电二极管反向过压损坏。