太阳能电池板充放电控制器 电路图
何道清《太阳能光伏发电系统原理与应用技术》第5章 太阳能充、放电控制器
5.1 光伏控制器概述
（3）设备保护功能：防止太阳能电池板或电池方阵、蓄 电池极性反接的电路保护；防止负载、控制器、逆变器和 其它设备内部短路保护；防止夜间蓄电池通过太阳能电池 组件反向放电保护；防雷击引起的击穿保护。 （4）温度补偿功能（仅适用于蓄电池充满电压）：通常 蓄电池的温度补偿系数为(3～5)mV/(℃cell)。 （5）光伏发电系统的各种工作状态显示功能：主要显示 蓄电池(组)电压、负载状态、电池方阵工作状态、辅助电源 状态、环境温度状态、故障报警等。 发光二极管颜色判断：绿色，工作正常；黄色，蓄电池 电能不足；红色，蓄电池电能严重不足，自动断开负载。
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5.2 光伏控制器的基本原理
3.铅酸蓄电池充电温度补偿 温度补偿目的：保证蓄电池被充满同时又不会发生水的 大量分解。 • 控制器具有对蓄电池充满门限电压进行自动温度补偿的 功能。 • 温度系数一般为单只电池(3～5) mV/℃ (标准条件为 25℃)，即当电解液温度（或环境温度）偏离标准条件时， 每升高1℃，蓄电池充满门限电压按照每只单体电池向下调 整3～5mV；每下降1℃，蓄电池充满门限电压按照每只单 体电池向上调整3～5mV。
第5章 光伏控制器
光伏控制器
第5章 光伏控制器
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5.1 光伏控制器概述
5.1.1 光伏控制器的基本概念 光伏控制器是对光伏发电系统进行管理和控制的设备。 光伏控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等 组成。 基本原理：控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态，判 断蓄电池是否已经达到过充电点或过放电点，并根据检测结 果发出继续充、放电或终止充、放电的指令，实现；显示系统 工作状态 。
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图5-1铅酸蓄电池充电特性曲线
5.2 光伏控制器的基本原理
太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路
太阳能作为清洁能源之一，受到了越来越多的重视。
在太阳能发电系统中，充电和放电是其最基本的工作模式。
然而，由于太阳能发电系统的不稳定性，经常会出现光照不足或者夜晚无法继续发电的情况。
设计一种能够自动切换外部供电并进行充放电控制的电路就显得十分必要。
具体来说，太阳能发电系统通常由太阳能电池板、控制器、锂电池和逆变器等部分组成。
其中，太阳能电池板负责将光能转化为电能，充电器控制器则用于监控光照情况和电池充放电状态，而锂电池和逆变器则分别负责储存电能和将直流电转化为交流电以供使用。
为了实现太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路，我们需要考虑以下几个方面：1. 充电控制：- 在充电模式下，需要保证太阳能电池板能够将充足的电能输送给锂电池，同时避免过充的情况发生。
- 一般来说，充电控制可以通过控制器来实现，通过监测光照强度和电池电压来调节充电电流和电压，使其达到最佳状态。
2. 放电控制：- 在放电模式下，需要保证锂电池能够为逆变器提供足够的电能，并且避免电池过放造成损坏。
- 放电控制同样可以通过控制器来实现，通过监测负载情况和电池电压来调节放电电流和电压，使其处于安全合适的状态。
3. 外部供电切换：- 当太阳能电池板不能为电池充电时，需要自动切换到外部电源进行充电。
而当太阳能电池板能够继续发电时，则应自动切换回太阳能充电模式。
- 外部供电切换可以通过继电器或者智能控制器来实现，通过监测太阳能电池板输出和外部电源情况来进行切换控制。
要设计一个太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路，首先需要根据实际场景和需求确定合适的控制器和传感器，其次需要设计电路连接和控制逻辑，最后通过实验验证其性能和稳定性。
在实际工程中，为了提高系统可靠性和安全性，可以考虑使用多级保护措施，并在电路设计和选型上尽量选择稳定可靠的元器件和设备，另外也可以考虑加入远程监控和故障报警功能，以便及时发现和处理异常情况。
太阳能锂电池充放电及外部供电自动切换的电路设计是一个复杂而又有挑战性的工程，需要综合考虑充放电控制、外部供电切换和系统可靠性等方面，希望能够通过不断努力和创新，为太阳能发电系统的稳定运行和普及做出更大的贡献。
《太阳能光伏发电技术》课件——5.控制器
48V系统
56.4～58V
57.6V
6、蓄电池充电保护的关断恢复电压（HVR）
蓄电池过充后，停止充电，进行放电，再次恢复充电的电压。
12V系统 13.1～13.4V
24V系统 26.2～26.8V
48V系统 52.4～53.6V
典型值
13.2V
26.4V
52.8V
二、光伏控制器的技术参数
7、蓄电池的过放电保护电压（LVD）
其他功能
1、防止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反；
2、防止负载、控制器、逆变器和其他设备内部短路；
3、防止雷击引起的击穿保护；
4、温度补偿功能；
5、显示光伏发电系统的各种工作状态。
蓄电池电压
负载状态
辅助电源状态
温度环境状态
电池方阵工作状态 故障告警
二、光伏控制器的工作原理
开关1：充电开关
开关2：放电开关
并联型
用于
较高功率系统
用于
小型、低功率系统
脉宽调制型
智能型
多路控制型 最大功率跟踪行
一、控制器的分类
3、按照应用场景和功能分类：
二、光伏控制器的技术参数
1、系统电压
即额定工作电压，指光伏发电系统的直流工作电压。
12V
24V
48V
110V
220V
500V
2、最大充电电流
指光伏组件或阵列阵输出的最大电流。
5.1控制器的功能及原理
控制器的功能及原理
光能 负载供电
发电量不足 用电量较大
电能
储存
储能装置
一、控制器的功能
基本功能
将光伏组件或者光伏阵列产生的直流电提供给蓄电池充电； 同时防止蓄电池过充电或过放电。
并联模式太阳能／风能充电控制器
并联模式太阳能／风能充电控制器当连接一个太阳能电池板给可充电电池充电，使用充电控制电路，以防止电池过度充电是很重要的。
充电控制可以由多种不同类型的电路来执行。
低功率的太阳能系统可以使用并联电路充电控制（电压调节器），一个例子被示出为上部这个电路。
更高的电源系统可以使用开关充电控制器，比如这个充电控制电路。
非常大的系统，如电网并列安装，经常使用的最大功率点（MPPT）充电控制器。
这个并联模式电路是最适合用于低功率系统，它比基于串联模式电压调节充电控制器更有效。
当电池达到预设的充满电压，充电控制电路从太阳能电池板吸收电流，中断到电池的充电电流。
该电路是一个并联的开关模式充电控制器。
在并联模式电路，太阳能电池板通过一个串联二极管直接连接到电池。
该二极管防止电池的电流通过PV电池板在夜间回流。
当太阳能电池板为电池充电到所需的全电压，并联电路连接的电阻负载吸收多余的光伏充电电流。
并联模式充电控制器的主要优点是在太阳能电池板和电池之间没有了开关晶体管。
开关晶体管都是非完美的器件，他们以热的形式损失掉一部分电能。
低效率的并联模式控制器的开关晶体管不影响充电效率，它只是打开时将多余的电力消耗掉。
并联模式调节器的主要缺点是，应用在不同的光伏电池板时负载电阻需要被调整到一个特定的值。
这使得它很难以设计为一个通用的设备。
此外，对于高电流的设计中，负载电阻变大，且价格昂贵。
串联方式和并联模式控制器之间的另一个区别在于，动力源（PV 板）连接的负载。
在串联模式控制器，当电池达到满点，电源电流通路被关断。
在并联模式控制器，电源总是连接到一个负载。
这种差别使得并联模式调节器适合于用作DC-输出风力发电机的调节器。
风力发电机应该总是被连接到一个负载，以保持叶片转速在阵风中不会过快。
如果风力发电机空载运行时，快速旋转会损坏刀片和磨损轴承。
规格太阳能电池板开路电压：18V太阳能电池板的短路电流：最大200mA电池电压：12V（标称）电池容量：0.1?20AH原理太阳能电池的电流从光伏面板通过1N5818肖特基二极管对电池进行充电。
太阳能充电电路
R9口04图5.3充电电路困控制器充电电路图如图5.3所示，太阳电池板电压经Rl和R2分压后，送至单片机A/D转换口ADI检测，用来判别光线的强弱。
白天光线充足时，由太阳能电池板给蓄电池充电。
控制器把不断检测蓄电池端电压作为控制充电程度的方法；另外设定转换点的蓄电池端电压值，控制充电各阶段的自动转换和停充。
为了延长蓄电池使用的寿命，提高充电效率，控制器采用浮充和均充相结合的充电方式对蓄电池充电。
如图5.3所示，通过不断检测蓄电池端电压，经R3、R4及IOK电位计Wl分压后送至单片机的ADZ,经刀D转换后，连续变化的电压信号转换为离散的数字信号，使单片机的I/0口发出高、低电平信号来控制三极管TZ的导通与关断及Tl管IRFZ44N的关断与导通［451,从而控制蓄电池的充电状态。
在蓄电池充电初期，TZ导通、Tl关断，太阳电池板经肖特基二极管Dl给Tl持续充电，直到蓄电池端电压充至浮充点，再由单片机I/O口发出PWM信号、快速控制TZ的导通与关断及Tl的关断与导通，实现对蓄电池的脉冲式充电。
当蓄电池电压充至过充点时，由单片机I/O口发出低电平信号，TZ关断、Tl导通，太阳能电池和Tl管形成回路，停止对蓄电池的充电，形成对蓄电池的过充保护。
当蓄电池电压降至浮充电压和恢复电压时，分别对其进行脉冲式充电和全充充电。
5.1.5蓄电池电压检测电路的设计在本课题中，我们需要采样的电压主要是蓄电池和太阳电池的电压，为了保证准确性，整个系统的基准零电位点为同一个点，我们选择为太阳电池的负极。
电压检测电路主要是将蓄电池两端的电压进行采集，如图5.5所示，利用2个电阻分压，将。
一26v的电压转化为O~3.3v的电压，并利用微控制器的刀D输入端读入数据，转换为数字信号，最终将数字信号再转化为模拟信号。
此检测电路主要用到的元器件是电阻和运算放大器，还有稳压二极管。
其中LM358是单电源供电的双运算放大器，在这个电路中，它将它做成一个电压跟随器，以提高电路的驱动能力。
太阳能充放电部分控制
太阳能路灯充放电控制器的电路框图2-1所示。
太阳能电池板接收光照并把太阳能转化为电能，通过充放电控制器为锂蓄电池充电。
锂蓄电池放电同样通过通过控制器来控制L ED 照明电路图2-1单片机作为太阳能路灯控制系统的核心。
太阳能控制器设计的好坏关系到整个系 统能否正常运行。
控制器的核心是PICl6F711。
它是目前世界上片内集成外围模块最多、功能最的单片机品种之一，是高性能的8位单片机。
它采用哈佛总线结构和RISC 技术指令执行效率高．功耗极低．带有FLASH 程序存储器，配置有5个端口33个双向输入输出引脚，这些引脚大部分有第二、第三功能．内嵌8个10位数字精度的AD 转换器，配有2个可实现脉宽涮制波形输出的CCP 模块。
控制器主要的工作是白天实现太阳能电池板对蓄电池充电的控制。
晚上实现蓄电池对负载放电的控制。
太阳能电池板 充放电控制器 （PILC6F711) LED 照明模块 铅蓄电池4.1.1 充电部分的控制本方案采用PWM 脉冲调制控制保护技术，不仅能有效地保护蓄电池，防止过充电现象的发生，还能快速、平稳地为蓄电池充电。
所谓PWM控制就是控制输出波形的占空比，周期并不改变，通过开关管的导通与闭合来控制充放电。
蓄电池的电压低于13V时，单片机输出一个相应占空的脉冲，控制三极管(Q1)通和断的时问，从而控制场效应管IRFZ44(Q3)的通和断，使到充电的电流为0．24A 左右，此时处于预充状态。
蓄电池的电压高于1 3V 时，单片机输出一个高电平(相当于PWM 占空比为1)，三极管(Q1)导通，场效应IRFZ44(Q3)处于截断状态，此时太阳能电池板以最大的电流为蓄电池充电一一恒流充电。
当蓄电池电压接近等于16．8V 时，通过控制占空比，也使场效应管IRFZ44(Q3)实现通断控制，使充电状态处于恒压浮充状态。
当电流小于一个值(0．24A)时，单片机就输出一个低电平，使场效应管IRFZ44(Q3)完全导通，停止给蓄电池充电。
太阳能充电控制器的三组电路说明
太阳能充电控制器的三组电路说明「奥林斯科技」
太阳能充电控制器能根据蓄电池的电压高低调节充电电流的大小，并决定是否向负载供电，实现以下目标。
1．经常保持蓄电池处在饱满状态。
2．防止蓄电池过度充电。
3．防止蓄电池过度放电。
4．防止夜间蓄电池向太阳能板反向充电。
太阳能控制器由切换电路、充电电路、放电电路三部分组成。
一、切换电路
太阳能电池接在常闭触点，继电器线圈受三极管Q2控制，当太阳能电池受光照时，Q1导通而02截止，使得继电器线圈绝大部分时间不耗电。
在太阳能电池不受光照时，Q1截止而Q2导通，交流电经常开触点送出。
二、充电电路
由UC33906和一些附属元件共同组成了"双电平浮充充电器"。
太阳电池的输入电压加入后．利用电阻R，检测出电流的大小，再利用R2、R3、R4、R5、R6检测蓄电池的工作参数，经过内部电路分忻．进而通过 Q3对输出电压、电流进行控制。
Rs取值为0.025Ω，充电电流最大为10A，根据蓄电池的容量大小．可改变R，以改变充电电流。
三、放电电路
用LM2903接成双迟滞电压比较器，可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。
R10、RPl、RP2、LJ2B、Q4、Q5和K2组成过放电压检测比较控制电路。
电位器RPl、RP2起设定过放电压的作用。
文章相关关键词：太阳能控制器
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太阳能控制器.
对负载供电时，也是让蓄电池的 电流先流入太阳能控制器，经过它的 调节后，再把电流送入负载。这样做 的目的：一是为了稳定放电电流；二 是为了保证蓄电池不被过放电；三是 可对负载和蓄电池进行一系列的监测 保护。若要使用交流用电设备，还需 要在负载前加入逆变器逆变为交流。
产品特点：
它们均具有数字电路控制的自适应 式三阶段充电模式，析气调节、超压 和过流保护等功能，能有效地保证太 阳能供电系统更安全、更稳定、有放电保护，同样也会 被损坏。当电压到达设定的最低放电 电压时，控制器会自动切断负载来保 护电池不被过放电。当太阳能电池板 对蓄电池的充电达到控制器设定的再 次启动电压时，负载才会被再次接通。
4、析气调节 ：
蓄电池如果长期未能出现析气反应 时，电池内部会出现酸液分层，也将 造成蓄电池容量衰减。所以，我们可 以通过数字电路定期屏蔽掉充电保护 功能，让蓄电池定期的出现充电电压 超限析气现象，防止蓄电池出现酸液 分层，减少蓄电池的容量衰减和记忆 效应。延长蓄电池的寿命。
5、超压保护：
在充电电压输入端并联了一个47V 压敏电阻，它在电压达到47V时将被击 穿，造成输入端正负极短路（这不会 损坏太阳电池板），防止因意外情况 产生的高压损坏控制器和蓄电池。
6、过流保护
在蓄电池的回路间串联了一个保险 丝，有效对蓄电池进行过流保护
谢谢大家！！
1、自适应式三阶段充电模式：
蓄电池性能的劣态化，除正常的寿命老 化所至外，主要是两种原因 ：一是充电电压 过高而造成的内部析气和失水；二是充电电 压过低或充电不足而造成极板硫酸盐化。所 以蓄电池的充电，必须进行超限保护，智能 化的分三个阶段（恒流限压，恒压减流和涓 流）来进行，并且根据新旧电池的不同自动 设定三个阶段的充电时长，自动用相应的充 电模式充电，避免蓄电池出现供电故障，达 到安全，有效，满容量的充电效果。