太阳能电池充电控制器电路图
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。
8
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
1
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 。
7
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
太阳能电池充电电路
太阳能电池充电电路主要包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池和充电指示灯等部分。
太阳能电池板是整个充电电路中的能量来源，它能够将太阳能转换成直流电能。
充电控制器是整个电路的控制中心，它负责控制充电过程，包括涓流充电、恒流充电和恒压充电三个阶段。
在涓流充电阶段，控制器控制电池以较小的电流进行充电，以避免对电池造成过大的电流冲击；在恒流充电阶段，控制器控制电池以恒定电流进行充电，以提高充电效率；在恒压充电阶段，控制器控制电池以恒定电压进行充电，以使电池充分吸收电能。
蓄电池是整个充电电路中的储能元件，它负责储存太阳能电池板转换的电能。
在充电过程中，蓄电池通过充电控制器与太阳能电池板连接，接受太阳能电池板转换的电能并将其储存起来。
同时，充电指示灯也会亮起，表示正在进行充电。
总之，太阳能电池充电电路通过太阳能电池板和控制器实现了对蓄电池的自动控制，能够有效地将太阳能转换成电能并储存起来，为负载提供稳定的电能供应。
太阳能充电控制器及检测电路设计
太阳能充电控制器及检测电路设计摘要：太阳能充电控制电路采用Cuk电路完成升降压变化，从而实现了恒亚充电，利用控制功率开关管的导通与关断来实现电压的转换，调节占空比来进行输出电压的调节，并且利用MATLAB软件进行线路的仿真，将其作为电路结构设计和参数设置的重要依据。
我国土地面积广阔，具有丰富的太阳能资源，随着科学技术的发展，太阳能也得到广泛的应用，相关领域的产业化发展进程得到不断深入，在此基础上，利用太阳能的发电成本也得到有效的控制，目前已经广泛应用在各个领域中。
关键词：太阳能；充电控制器；检测电路设计引言我国进入二十一世纪以后，煤炭、石油等容量不断减少，而且由于这些资源的应用会带来严重的自然污染，不论从长远发展还是绿色发展的角度，开发新能源都非常重要，光伏技术的重点在于如何将太阳能转化为电能然后储存下来，太阳能充电器作为核心构件，其电池功率会随着天气的变化而发生变化，因此本文针对太阳能充电控制器以及检测电路设计进行分析，在太阳能电压发生变化的时候及时的调节充电电流。
一、太阳能充电控制器的整体设计方法太阳能作为环保能源，极易受到天气变化的影响，太阳能电池功率变化多端，为了得到最大的蓄电池充电功率，设计监测电路能够检测太阳能电池中的电压并且进行蓄电池充电电流的调整。
为了监测太阳能充电控制器的特点，就要设计一个太阳能电池电路，并且能够改变输出的电流，模拟天气变化对电池的功率带来的影响。
同时还要设计一个模拟蓄电池特点的电路，即便在输入过大电流的时候也能保持电压的稳定不变[1]。
目前，太阳能光伏发电系统中最常用的储能装备为铅酸蓄电池，这种电池有很长的使用年限和较宽的温度范围，近几年来在光伏发电系统中得到广泛的应用。
蓄电池组造价成本较高，一般使用寿命在5年左右，如果采用较高的设计、控制手段能够将使用年限提高到20年左右。
要保证蓄电池的工作能力，那么就要重视对蓄电池充电合理管控，一般来说，充电方式主要有浮充充电、均衡充电、循环充电等，在温度达到一定程度后，充电电压控制不佳就会产生各种问题，如果电压过高那么电流就会明显增大，那么就会出现热失控的问题，甚至会出现过充而造成损坏。
《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。
太阳能充电控制器使用说明书
风光互补+LED 恒流一体机使用说明书■ 主要特点：1、本公司自主研发新型风光互补降压型MPPT + LED 升压型恒流一体机控制器；2、具有蓄电池浮充、涓充、过充、过放、反接保护；风机电子卸荷、转速检测、自动刹车、手动刹车保护；负载恒流输出、降功率调节、电子短路、过载保护；太阳能独特的防反接、防反充保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件。
3、风力发电机采用独特的降压型MPPT 功能，具有转速检测、过速保护，风机过充自动卸荷、恒压、限流充电功能；风机转速和刹车恢复时间都可随意设定、修改；4、太阳能也采用了降压型MPPT 功能，串联式充电主回路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM 高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿。
5、负载使用升压型恒流方式，转换效率可达98%，可在线调整LED 输出电流，电流从30mA —3300mA 可调，并且可分四个时段，分别对亮灯时控、功率进行调节。
6、直观的LED 发光管指示当前系统运行状态，通过指示灯可以清楚的了解系统使用情况，以及故障报警状态。
7、所有控制全部采用工业级芯片，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。
同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。
8、使用了直观的LED 数码管显示设置，一键式操作即可完成所有设置，定时时间与数码管显示数字一一对应,显示更直观。
9、外壳防水采用独特的结构设计，使得外壳与散热片之间密封结合，只需将端子一面朝下安装，皆可起到安全的防水效果，顶端有安装挂件孔，即方便了安装，也起到了防水作用，同时大型散热片更加达到良好的散热效果，可有效延长控制器的使用寿命。
■ 控制器面板图:■ 系统说明：本控制器专为风力发电和太阳能发电直流供电系统、LED 照明设备设计专用，使用了专业电脑芯片的智能化控制。
采用一键式轻触开关，可完成所有操作及设置。
太阳能控制器工作原理--光伏发电技术实验二
太阳能控制器工作原理--光伏发电技术实验二太阳能控制器工作原理实验一、实验目的（1）了解太阳能充电控制器的工作原理；（2）认识太阳能电池板是如何给蓄电池充电；（3）掌握太阳能充电控制器的工作模式；二、实验仪器1、太阳能电池板2、光源3、HBSC5I 太阳能充电控制器4、蓄电池5、电压表6、电流表7、连接线8、LED 灯三、实验原理太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
1. 太阳能控制器原理图3 太阳能工作原理图主要是通过MCU 电脑主控器来对整个充电控制器来进行控制。
它可以实时的监测光电池电压和蓄电池电压，以及工作环境的温度。
然后再发出MOSFET 功率开关管的PWM 驱动信号，对开关管的通断实施控制。
它可以实现防止过充、过放、短路过载保护、反接保护、雷电保护以及温度补偿功能。
2. 太阳能充电控制器使用说明充电及超压指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯为绿色常亮，表示系统充电电路正常；当充电指示灯出现绿色闪烁时，说明系统过电压，蓄电池开路，检查蓄电池是否连接可靠，或充电电路损坏。
充电过程使用了PWM 方式，如果发生过放动作，充电先要达到提升充电电压并保持10分钟，而后降到直充电压保持10分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压。
如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防止蓄电池失水。
这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。
蓄电池状态指示：蓄电池电压在正常范围时，状态指示灯为绿色常亮；充满后状态指示灯为绿色慢闪；当电池电压降到欠压时状态指示灯变为橙黄色；当蓄电池电压继续降低到过放电压时，状态指示灯变为红色，此时控制器将直接关闭输出，提醒用户及时补充电能。
当电池电压恢复到正常工作范围内时，将自动使输出开通，状态指示灯变为绿色。
负载指示：当负载开通时，负载指示灯常亮。
太阳能智能充电控制器使用说明书
问题及处理方法 请检查光电池连线是否正确，接触是否可靠 系统超压，请检查蓄电池是否连接可靠，或是蓄电池电压过高； 蓄电池供电故障，请检测蓄电池连接是否正确 蓄电池过放，充足后自动恢复 负载功率超过额定功率，减少用电设备后，长按键一次恢复 负载短路，故障排除后，长按键一次或第二天自动恢复 请检查用电设备是否连接正确、可靠 请检查外接电源是否连接正确，＋，－极有无接反，电源有无供电 检测接线是否可靠,12V/24V 自动识别是否正确（针对自动识别的型号）
保护电路：
E 系列 □5A □10A □15A □20A □5A □10A □15A □20A □12V ； □24V ； □12V/24V Auto
<5mA； 不大于 0.20V； 不大于 0.20V； 17V；×2/24V； 14.6V；×2/24V (维持时间：30min)（当出现过放电时调用，或每 7 天调用一次） 14.4V；×2/24V (维持时间：30min) 13.6V；×2/24V (维持时间：直至降到充电返回电压动作) 13.2V；×2/24V 12.5V；×2/24V 12.0V；×2/24V 11.5V； ×2/24V 11.1V；×2/24V 12.0V；×2/24V 4mv/℃/2V（提升、直充、浮充、充电返回电压补偿）； 充电：PWM 脉宽调制； -35℃至+65℃； 1.25 倍额定电流 30 秒；1.5 倍额定电流 5 秒过载保护动作；≥3 倍额定电流短路保护。
solar power intelligent PV controller
Instruction book
Main features
1.
Intelligent control is realized by using microprocessor and dedicated control calculation.
太阳能充放电控制器电路图文分析
太阳能充放电控制器电路图文分析太阳能控制器最主要功能是实现铅酸蓄电池的充放电保护。
下图是一12V蓄电池充放电保护电路的结构原理图。
系统主要由蓄电池充放电回路、充电比较电路、放电比较电路、充电控制电路、放电控制电路、稳压电路模块组成。
图3.21蓄电池充放电保护电路1. 蓄电池充放电回路蓄电池充放电回路由太阳能电池组件、保险丝、蓄电池及继电器组成。
如图3.29所示，当继电器J1加正向电压，则J1-1开关与蓄电池导通，实现12V蓄电池的充电。
如果继电器J1无正向电压，则J1-1开关与电阻R1及LED1导通，不给蓄电池充电，LED1指示灯点亮，表示不充电。
2. 充电比较器电路蓄电池充电比较电路由R2、PR1、比较器A1、R7、ZD1、R6组成。
该电路是一个正向迟滞比较电路。
其中比较器LM393采用单电源接线方式，输出U OH=8V（LM317稳压电路输出8V），U OL=0V；R7为反馈电阻；蓄电池电压变化信号通过R2电阻接入A1同相端；电阻R2及可调电阻RP1构成蓄电池电压采集电路；反相端链接到基准电路，电压为6.2V。
当蓄电池充电电压达到13.5V时，比较器A1的7号管脚输出高电平，通过充电控制电路关闭充电回路；当蓄电池不断的被使用，电压降低到13.1V时，比较器A1的7号管脚输出低电平，蓄电池充电电路被导通。
实现蓄电池过充保护功能。
3. 放电比较器电路蓄电池放电比较电路由R3、PR2、比较器A2、R8、ZD1、R6组成。
该电路也是一个正向迟滞比较电路。
R8为比较电路的反馈电阻；蓄电池电压变化信号通过R3电阻接入A2同相端；电阻R2及可调电阻RP1构成蓄电池电压采集电路；反相端链接到基准电路，电压为6.2V。
当蓄电池通过放电后，电压降低到10.8V时，比较器A2的1号管脚输出低电平，通过放电控制电路关闭放电回路（断开J2-1开关）；当蓄电池电压上升到12.1V时，比较器A2的1号管脚输出高电平，通过放电控制电路导通放电回路（闭合J2-1开关），表示蓄电池可以放电。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太阳能电池充电控制器电路图(含原理说明)
采用专用蓄电池充电管理芯片UC3906设计太阳能充电控制器，经过实验室调试，其各项性能达到要求。
控制器由切换电路、充电电路、放电电路三部分组成(见附图)。
下面分别介绍其各个组成部分。
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。
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。
在恒流快速充电状态下，充电器输出恒定的充电电流Imax，同时充电器监视电池两端电压，当电池电压达到转换电压V12时，电池的电量已恢复到容量的70％～90％，，充电器转入过充电状态，在此状态下，充电器输出电压升高到V。
由于充电器输出电压恒定不变．所以充电电流连续下降．当充电电流下降到Io ct 时，电池容量已达到额定容量的100％，充电器输出电压下降到较低的浮充电压Vf蓄电池进入浮充状态。
此时U C3906的⑩脚输出高电平，LM2903的①脚输出低电平，发光二极管发光，指示蓄电池已充足电。
图中的电路还具有涓流充电的功能，涓流充电的电流值为It,R2为涓流充电的限流电阻。
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、R Pl、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。
可调三端稳压器LM317给LM2903提供稳定的8V工作电压。
当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时，U2B的⑥脚电位高于⑤脚电位，⑦脚输出低电位使04截止，Q5导通，K2动作，其常开触点闭合，LED2发光指示负载工作正常；蓄电池对负载放电时端电压会逐渐降低，当端电压降低到小于预先设定的过放电址值时。
U2B的⑥脚电位低于⑤脚电位，⑦脚输出高电位使Q 4导通，Q5截止，K2释放，LED2熄灭，指示过放电。
该控制器能有效地防止蓄电池过充、过放、过流，可满足了太阳能充电控制器的需要。