[发明专利]共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能充电控制技术，具体的说是一种共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路。

背景技术

太阳能充电控制器用于太阳能电池板对蓄电池的充电全程控制，主要功能是对蓄电池进行过充保护和充电方式的控制。目前现有的太阳能充电控制器大多数采用一种正极结构的充电控制方案，具体而言就是电池板正极与蓄电池的正极直接相连，在电池板负极和蓄电池的负极线路上设置两个N沟道MOSFET开关管，采用单片机通过功率驱动电路控制两个开关管的通断，达到充电控制的目的。这种方案虽然能够有效的实现蓄电池过充保护，并且支持直充方式，但是由于电池板和蓄电池不共地的原因，利用单片机内部A/D只能测到蓄电池和电池板的电压差，直接测不到太阳能电池板的开路电压。从而导致PWM充电模式中的PWM脉冲的占空比不能准确确定，同时电池板的发电量也不易获取，不利于太阳能充电控制器的功能扩展。

发明内容

本发明为了解决共正极结构太阳能充电控制器中不易测量太阳能电池板的开路电压这个技术缺陷，提供一种共正极结构太阳能充电控制器的电池板测量电路，先测量压差值和蓄电池电压值再进行处理的间接测量电池板电压，同时还可以对电池板充电电流进行测量。

本发明包括共正极结构太阳能充电控制器电路、蓄电池电压测量电路、蓄电池和电池板电压差值测量电路、电压差值处理电路和充电电流测量电路。所采用的技术方案在于：共正极结构太阳能充电控制器电路有两条主线路分别为正极主线路和负极主线路。太阳能电池板正极通过正极主线路串上一个保险丝直接与蓄电池正极相连，太阳能电池板负极通过负极主线路串上两个N沟道MOSFET开关管与蓄电池负极相连，两个N沟道MOSFET开关管采用单片机I/O口通过两个功率驱动电路来进行开关控制。

所述的蓄电池电压测量电路由一个限流电阻、两个精密分压电阻和个抗干扰滤波电容组成。两个精密分压电阻两端分别接蓄电池的正负极，限流电阻一端接单片机的A/D引脚，另一端接两个精密分压电阻的中间端。两个精密电阻分压的作用是将蓄电池的电压值转换成单片机A/D转换器的量程范围内。

所述的蓄电池和电池板电压差值测量电路由一个限流电阻、两个精密分压电阻和一个抗干扰滤波电容构成。限流电阻一端接正极主线路，另一端与精密分压电阻相接，另外还设置一根导线连接至两个开关管的中间处，精密分压电阻的中间端与电容一端相连，分压电阻和电容的另一端与负极主线路相连。测量压差值时采用单片机控制第一个开关管导通，第二个开关管关闭时，限流电阻与精密分压电阻的连接端和电池板地端是同一电位，而精密分压电阻另一端是蓄电池地端。这样压差就加在两个精密分压电阻两端。两个精密电阻分压的作用是将电池板与蓄电池的压差值转换成单片机A/D转换器的量程范围内。

所述的电压差值处理电路采用集成运算放大器构成电压加法电路。由于在白天电池板的电压要比蓄电池的电压高，电压差值为负值，而单片机A/D转换器处理电压值的范围一般在0-5V，因此采用运放加法电路将负压差值加上一个固定的电压直流分量，使其变成一个正压差值，再送给单片机A/D进行处理。

所述的充电电流测量电路首先在正极主线路上串上一个电流采样电阻，当太阳能电池板对蓄电池充电时，在正极主线路上会有充电电流在电流采样电阻上形成很小的电压降，这个小电压信号通过运算放大器构成的电压放大电路送给单片机A/D进行处理。

本发明由于采用上述这样一种电路设计，使得共正极结构的太阳能充电控制器能够准确测量出太阳能电池板的开路电压和充电电流，使太阳能充电控制器功能更加完善。同时提供的测量采样电路都是用基本元器件和通用运放芯片构成的，结构简单、廉价且可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

图1为本发明共正极电路结构图。

图2为蓄电池与电池板电压差值处理电路图

图3为电压信号放大电路图

图中：100、蓄电池电压测量电路，200、蓄电池和电池板电压差值测量电路，300、充电电流测量电路，1、太阳能电池板，2、蓄电池，3、单片机，4、电压差值处理电路，5、电压信号放大电路，6、正极主线路， 7、负极主线路，8、功率驱动电路，9、N沟道MOSFET开关管，10、电流采样电阻，11、限流电阻，12、保险丝，13、精密分压电阻，14、电容，15、导线，16、双向肖基特二极管。

具体实施方式