專利名稱：便攜式戶用太陽能光伏電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式戶用太陽能光伏電源。
背景技術(shù)：
隨著全球能源危機日趨嚴峻，人類加強了可再生能源的研究，太陽能光伏發(fā) 電技術(shù)是解決能源問題的重要方式之一。近年來經(jīng)過全球太陽能科學(xué)家和生產(chǎn) 企業(yè)的努力，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)有了長足進步，大中型太陽能光伏發(fā)電技術(shù) 曰臻成熟，并己有推廣應(yīng)用，而小型便攜式的戶用太陽能光伏電源尚未很好的 開發(fā)應(yīng)用。公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠偏僻農(nóng)村、牧區(qū)、海島的農(nóng)牧漁民以及邊 防哨所、公路道班都迫切需要體積小、便于移動的小型戶用電源來滿足基本的 照明用電需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是提供一種體積小，移動方便的戶用太陽能光伏電源，來滿足上述 特殊處所的照明需要。它由小功率(IOWP左右)太陽能光伏電池組件、小型鉛 酸免維護蓄電池(10-17AH)、以及太陽能充放電控制器所組成，附帶配置相應(yīng) 功率的LED照明燈具。它通過太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為
直流電能，并通過充放電控制器的充電控制驅(qū)動電路ie存到蓄電池內(nèi)，再通過
放電控制驅(qū)動電路向負載輸出直流電能。
本發(fā)明由微處理器程序控制的充電控制驅(qū)動電路采用三段式充電方式，其特 征是當太陽能光伏電池組件接受陽光照射產(chǎn)生電能，充電控制驅(qū)動電路開始 對蓄電池進行充電，驅(qū)動場效應(yīng)管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，此時太陽能光伏電池組 件產(chǎn)生多少電能，蓄電池就能吸收多少電能，這個充電階段稱為強充階段；當太陽能光伏電池組件持續(xù)給蓄電池充電，蓄電池兩端的電壓逐漸升高，當電壓
達到均充電壓值時，充電控制驅(qū)動電路自動轉(zhuǎn)為PWM恒壓充電，恒壓電壓鎖定 值為均充電壓值，這個階段稱之為均充階段；當均充階段的PWM脈寬低于一定 值時，充電控制驅(qū)動電路自動切換恒壓電壓值為浮充電壓值，此時充電電流很 小，這個階段稱之為浮充階段或稱之為涓充階段。這種三段式充電方式的特點 是對蓄電池的充電實現(xiàn)自動化管理，既能確保蓄電池的快速充滿，又可防止過 量充電，從而有效延長蓄電池使用壽命。
本發(fā)明的放電控制驅(qū)動電路主要有三項功能
1、 欠壓保護負載放電時，充放電控制器檢測到蓄電池電壓低于欠壓保護 電壓值時，控制器斷開負載供電，從而保護蓄電池不會因過放電而減短壽命或 損壞。當蓄電池充電達到恢復(fù)電壓值即可自動恢復(fù)負載供電。
2、 過壓保護當蓄電池故障，內(nèi)阻變大，蓄電池兩端電壓過高時，充放電 控制器檢測到蓄電池電壓過高會自動斷開負載供電，保護負載不會因蓄電池電 壓過高而損壞。蓄電池電壓正常后可恢復(fù)負載供電。
3、 負載短路保護運用本申請人已授權(quán)的專利技術(shù)(200720120312.1太陽 能充放電控制器)，采用場效應(yīng)管漏源導(dǎo)通電阻配合外圍器件自反饋短路保護電 路，響應(yīng)速度快、電路簡單、效率高，解除負載短路后可自恢復(fù)負載供電。
上述本發(fā)明的充放電控制器采用了先進的工業(yè)級芯片對信號進行采集、分 析、運算和控制，并采用無觸點控制開關(guān)及場效應(yīng)管漏源導(dǎo)通電阻信號釆集技 術(shù)，使控制器充放電控制更加科學(xué)合理，有效延長了蓄電池的使用壽命和對負 載的安全保護。
本發(fā)明電源部分的結(jié)構(gòu)包括塑膠外殼、蓄電池、充放電控制器主板、以及 安裝在塑膠外殼上的太陽能光伏電池組件的輸入端口、 DC輸出電源開關(guān)、DC輸出端口、工作狀態(tài)指示燈。


圖l本發(fā)明的結(jié)構(gòu)關(guān)系框圖； 圖2本發(fā)明電源部分的前視圖； 圖3本發(fā)明電源部分的右視圖； 圖4本發(fā)明電源部分的后視圖；
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的便攜式戶用太陽能光伏電源，由小功率(10WP左右) 太陽能光伏電池組件、小型鉛酸免維護蓄電池(10-17AH)、以及太陽能充放電 控制器所組成，附帶配置相應(yīng)功率的LED照明燈具。它通過太陽能電池組件的 光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，并通過充放電控制器的充電控制驅(qū)動電路 貯存到蓄電池內(nèi)，再通過放電控制驅(qū)動電路向負載輸出直流電能。
本發(fā)明由微處理器程序控制的充電控制驅(qū)動電路采用三段式充電方式，其特 征是當太陽能光伏電池組件接受陽光照射產(chǎn)生電能，充電控制驅(qū)動電路開始 對蓄電池進行充電，驅(qū)動場效應(yīng)管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，此時太陽能光伏電池組 件產(chǎn)生多少電能，蓄電池就能吸收多少電能，這個充電階段稱為強充階段。
當太陽能光伏電池組件持續(xù)給蓄電池充電，蓄電池兩端的電壓逐漸升高，電 壓達到均充電壓值時，充電控制驅(qū)動電路自動轉(zhuǎn)為PWM恒壓充電，恒壓電壓鎖 定值為均充電壓值，這個階段稱之為均充階段；當均充階段的PWM脈寬低于一 定值時，充電控制驅(qū)動電路自動切換恒壓電壓值為浮充電壓值，此時充電電流 很小，這個階段稱之為浮充階段或稱之為涓充階段。這種三段式充電方式的特 點是對蓄電池的充電實現(xiàn)自動化管理，既能確保蓄電池的快速充滿，又可防止過量充電，從而有效延長蓄電池使用壽命。
本發(fā)明的放電控制驅(qū)動電路主要有三項功能
1、 欠壓保護負載放電時，充放電控制器檢測到蓄電池電壓低于欠壓保護 電壓值時，控制器斷開負載供電，從而保護蓄電池不會因過放電而減短壽命或 損壞。當蓄電池充電達到恢復(fù)電壓值即可自動恢復(fù)負載供電。
2、 過壓保護當蓄電池故障，內(nèi)阻變大，蓄電池兩端電壓過高時，充放電 控制器檢測到蓄電池電壓過高會自動斷開負載供電，保護負載不會因蓄電池電 壓過高而損壞。蓄電池電壓正常后可恢復(fù)負載供電。
3、 負載短路保護運用本申請人已授權(quán)的專利技術(shù)(200720120312.1太陽
能充放電控制器)，采用場效應(yīng)管漏源導(dǎo)通電阻配合外圍器件自反饋短路保護電 路，響應(yīng)速度快、電路簡單、效率高，解除負載短路后可自恢復(fù)負載供電。
如圖3所示，本發(fā)明的電源部分是由塑膠外殼前殼體(1)、后殼體(7)、充放 電控制器電路主板(5)、蓄電池(6)所組成；充放電控制器電路主板(5)固 定在前殼體(1)上，蓄電池(6)固定在后殼體(7)上；如圖2所示，在塑膠 外殼前殼體(1)上，安裝有DC輸出電源開關(guān)(2)、工作狀態(tài)指示燈(3)、 DC 輸出端口 (4);如圖4所示，在塑膠外殼后殼體(7)上，安裝有太陽能光伏電 池組件的輸入端口 (8)和DC輸出端口 (9)。各輸入/輸出端口、電源開關(guān)、工 作狀態(tài)指示燈，以及蓄電池分別與充放電控制器電路主板(5)相連接。
權(quán)利要求
1、本發(fā)明所提供的便攜式戶用太陽能光伏電源，其特征是它由小功率(10WP左右)太陽能光伏電池組件、小型鉛酸免維護蓄電池(10-17AH)、以及太陽能充放電控制器所組成，附帶配置相應(yīng)功率的LED照明燈具；它通過太陽能電池組件的光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，并通過充放電控制器的充電控制驅(qū)動電路貯存到蓄電池內(nèi)，再通過放電控制驅(qū)動電路向負載輸出直流電能；本發(fā)明的電源部分是由塑膠外殼前殼體(1)、后殼體(7)、充放電控制器電路主板(5)、蓄電池(6)所組成；充放電控制器電路主板(5)固定在前殼體(1)上，蓄電池(6)固定在后殼體(7)上；在塑膠外殼前殼體(1)上，安裝有DC輸出電源開關(guān)(2)、工作狀態(tài)指示燈(3)、DC輸出端口(4)在塑膠外殼后殼體(7)上，安裝有太陽能光伏電池組件的輸入端口(8)和DC輸出端口(9)；各輸入/輸出端口、電源開關(guān)、工作狀態(tài)指示燈，以及蓄電池分別與充放電控制器電路主板(5)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式戶用太陽能光伏電源通過由微處理器程序 控制的充電控制驅(qū)動電路采用三段式充電方式，其特征是當太陽能光伏電池組件接受陽光照射產(chǎn)生電能，充電控制驅(qū)動電路開始對蓄電池進行充電，驅(qū)動 場效應(yīng)管處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，此時太陽能光伏電池組件產(chǎn)生多少電能，蓄電池就能吸收多少電能，這個充電階段稱為強充階段；當太陽能光伏電池組件持續(xù) 給蓄電池充電，蓄電池兩端的電壓逐漸升高，電壓達到均充電壓值時，充電控 制驅(qū)動電路自動轉(zhuǎn)為PWM恒壓充電，恒壓電壓鎖定值為均充電壓值，這個階段 稱之為均充階段；當均充階段的PWM脈寬低于一定值時，充電控制驅(qū)動電路自 動切換恒壓電壓值為浮充電壓值，此時充電電流很小，這個階段稱之為浮充階 段或稱之為涓充階段；這種三段式充電方式的特點是對蓄電池的充電實現(xiàn)自動化管理，既能確保蓄電池的快速充滿，又可防止過量充電，從而有效延長蓄電池使用壽命。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式戶用太陽能光伏電源的放電控制驅(qū)動電路具有三項功能，其特征是①、欠壓保護負載放電時，充放電控制器檢測到蓄電池電壓低于欠壓保護電壓值時，控制器斷開負載供電，從而保護蓄電池不會因過放電而減短壽命或損壞，當蓄電池充電達到恢復(fù)電壓值即可恢復(fù)負載供電;②、過壓保護當蓄電池故障，內(nèi)阻變大，蓄電池兩端電壓過高時，充放電控制器檢測到蓄電池電壓過高會自動斷開負載供電，保護負載不會因蓄電池電壓過高而損壞，蓄電池電壓正常后可恢復(fù)負載供電；③、負載短路保護運用本申請人已授權(quán)的專利技術(shù)(200720120312.1太陽能充放電控制器)，采用場效應(yīng)管漏源導(dǎo)通電阻配合外圍器件自反饋短路保護電路，響應(yīng)速度快、電路簡單、效率高，解除負載短路后可自恢復(fù)負載供電。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種便攜式戶用太陽能光伏電源，它由小功率(10WP左右)太陽能光伏電池組件、小型鉛酸免維護蓄電池(10-17AH)、以及太陽能充放電控制器所組成，附帶配置相應(yīng)功率的LED照明燈具，它通過太陽能光伏電池組件的光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，并通過充放電控制器驅(qū)動電路貯存到蓄電池內(nèi)，再通過放電控制驅(qū)動電路向負載輸出直流電能。這種小型化的太陽能光伏電源結(jié)構(gòu)簡單，移動方便，適用于公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠偏僻農(nóng)村、牧區(qū)、海島以及邊防哨所基本照明用電的需要。
文檔編號H02J7/00GK101552476SQ200910001750
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月3日
發(fā)明者張雪勤, 王瑞峰, 郭志陽 申請人:東莞東海龍環(huán)?？萍加邢薰?br>