(整理)太阳能充电控制器电路图.
太阳能家庭用水用电控制原理图(最终版)
QF2 QF1
DZ20Y-100
型号规格
1 1 1 1 1 1 1 2 4 1 1 2 1 1
数量
红常闭 二档二常开 三档二常开 一绿一黄
一红二绿一黄
序号 文字符号
注备
设 CAD操作 校
计 对
王孟奇
专业负责
版 本
消防泵控制柜 电气控制原理图
ZT1.0
图号 日 期 页面
GS-11 2012.09.18
HL5-6 HL1-4
变频器 电压表 电流表 按钮 旋钮 旋钮 6L2-450V 6L2-100/5 XB2-BA42 X1
XB2 XB2
AD16-22/DC24V AD16-22/AC380
电流互感器 BH0.66-100/5 指示灯 指示灯
KA2 KA1
KM1-2
中间继电器 JZ7-44/AC380 中间继电器 H54P-DC24V 接触器 断路器 塑壳断路器 名称 CJ20-100/380 DZ47-C5/2P
保险
急停
停止
手动/自动2 手动/自动1
KM1
KM2 提水启动 KM1 蓄电启动 KM2
KM2 控制器 浮球开关 KM1 蓄电池
KM1
KM2
M
建设单位 湖南月儿太阳能科技有限公司 项 目 审 核 CAD操作
设 校
计 对
王孟奇
专业负责
多功能光光伏提水自动控制 原理图 版 本 ZT1.0
图号 日 期 页面
KM1 KM1 KM2
KA1
KM3
太阳能控制器
M
直流活塞式水泵
蓄电池
逆变器
建设单位 湖南月儿太阳能科技有限公司 项 目 审 核 李小明 CAD操作
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。
两模式太阳能灯串芯片功能说明以及电路图
ELITECHIP
ELITECHIP
EC2015-8A42太阳能两模式灯串芯片
一．功能说明
供电方式：DC3.7V 18650电池。
三路输入（光控、电源按键自锁开关、轻触开关）控制三路输出：1路太阳能充电指示灯、1路电源开关指示灯、1路负载输出。
上电工作用按键自锁开关控制电源通断，初始上电为常亮模式。
短按轻触开关转换为闪烁模式，再短按返回常亮模式，按键依次循环。
带断电记忆。
三路指示灯说明：1路太阳能指示灯，太阳能给电池充电时指示灯亮，无充电时指示灯不亮。
1路电源开关指示灯，自锁开关导通通电时指示灯亮，断开指示灯灭。
USB 充电功能:充电红灯亮充满绿灯亮。
二．电气参数（VDD=3.0V
TA=25℃）
工作电压：2.4-5V；工作电流：1mA；静态电流：6uA；
驱动电流低电平输出：80mA；驱动电流高电平输出：8mA；过VDD 极限电流：60mA；过GND 极限电流：60mA；工作温度：-10°-+85°；储存温度：-20°-+125°；三．封装脚位图（SOP-8）
2
3
1827364
5
PA3
VDD PA2PA1PA0
PA5PA4GND 管脚号符号
功能描述
1VDD 电源正2PA2悬空3PA1低电压检测4PA3触发开关5PA0光控输入6PA5灯串输出7PA4灯串输出8
GND 电源负
四．电路图参考
ELITECHIP
六．版本说明
版本
日期
描述
EC2015-8A42
2020/11/28
V01初版。
光伏逆变器回路图
表5 合肥阳光电源公司两种典型逆变器的性能指标光伏并网接口逆变器控制方法1 引言世界文明史上, 人类不断地从自然界索取、探求适合生存和发展所需要的各种能源, 人们利用能源经历了材薪、煤炭、石油三个历史时期，这类常规能源不仅枯竭有期，而且它将引起一系列局部的或全球的环保问题。
因而目前世界上许多国家都在采取措施，积极提高能源效率，改善能源结构，去探索新能源和可再生能源的利用，并逐步使其取代常规能源，以减少环境污染并合理利用资源。
太阳能发电由于具有很多的优点，无污染，可再生，资源具有普遍性，机动灵活，可存储等，因此，光伏发电具有广阔的发展前景。
对于普通的光伏并网发电装置，已经有了比较成熟的产品，然而随着对太阳能利用的进一步开发，和用户对电能质量的要求的进一步提高，光伏系统与电力系统的接口有以下发展趋势:(1) 既可以并网又可以独立发电, 光伏发电系统和电网共同向用户供电，提高供电可靠性;(2) 具备供电质量控制功能, 如谐波补偿、无功补偿、电压调节等。
本文正是在此要求基础之上提出的一种新型的并网接口逆变器控制方法，该方法既能使得并网发电装置向电网以单位功率因数提供电能，同时也能按要求补偿无功和谐波，兼具有静止无功发生器(SVG)和有源滤波器(APF)的功能。
2 并网接口装置的基本结构和等效电压源模型整个并网装置一般由三个部分组成:补偿分量检测回路, 控制回路, IGBT主回路，其结构如图1所示。
图1 并网装置框图工作原理为由补偿分量检测回路检测出需要补偿的信号，形成参考电流值，控制回路通过参考电流值来控制逆变器工作，使逆变器向电网输送单位功率因数的电流和补偿分量，从而使系统电流中不含有谐波分量和无功功率。
控制回路根据检测到的谐波电流以及直流电压，按照一定的控制规律计算出控制量，这个控制规律便是本文所要讨论的重要问题。
并网接口装置系统基本结构如图2所示:其主电路由电压型三相桥式、电力电子器件IGBT构成的逆变器组成。
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。
太阳能热水器控制器原理图
太阳能热水器控制器原理图家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。
本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停，防止溢水;在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。
一、系统结构太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。
在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上,引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电。
水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器.进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀,打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。
系统自动上水时,通过单项电磁阀上水。
水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动,当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。
二控制系统组成太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。
整个系统以AT89C51单片机为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较,控制相应得执行机构进行通、断电;进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。
对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有3引脚TO—92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。
水流开关信号的检测采用开关式传感器,其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W 交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号,排空阀的开闭状态对应于该开关信号.上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制;排空阀由36V(5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电。
太阳能热水器上水自控电路图
太阳能热水器上水自控电路图
太阳能热水器箩为人工上水，为了防溢，必须有人守候，甚为麻烦。
笔者设计的自控电路，用电视机交流关机开关作核心元件，结构简单、便于制作，成本低廉、安全可靠。
原理见图。
图中DF为全自动洗衣机进水电磁阀，线圈DL与K是彩色电视机的交流电源开关。
变压器T与Dl、D2、C组成全波整流电路为控制电路提供电源。
Q1、Q2组成复合管，既提高了功率，又增加了放大倍数。
A、B两端接双芯线用作电极，双芯线由溢水管伸入水箱的溢水口附近。
需要上水时，按一下自锁开关K，0F即通电上水．上水指示灯LED点亮，此时Q1、Q2均截止。
当有水溢出时，A点经水接B点，Q1、Q2导通'，K中的线圈DL通电，K解锁复位，整个电路自动断电，上水结束。
这就避免了人工守候的麻烦。
进水电磁阀与原上水阀并接，以便停电时手动上水。
太阳能电池充电控制器电路图
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。
MPPT的智能太阳能充电电路
MPPT的智能太阳能充电电路重复利用太阳能，在阳光充足的白天,屋顶的光伏电池将太阳能转化成电能,供人们在夜晚使用。
据专家预测,到2040年,全球的光伏发电量将占世界总发电量的26％,2050年后将成为世界能源的支柱。
太阳能是一种清洁高效的可再生能源。
最大功点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态,使光伏板能够输出更多电能的电气系统。
图1示出光伏电池输出功率Pb与输出电压ub和输出电流ib的关系。
图中A为普通控制器使光伏电池工作在12V,仅输出53W时的功率点(一般功率点);B为MPPT控制器使光伏电池始终工作在最大功率点,从而输出高达75W时的功率点(最大功率点)。
智能太阳能充电最大功率点主要受环境温度和太阳光强的影响。
在太阳光强不变的情况下,随着温度的升高,光伏电池的开路电压降低,最大输出功率随之降低。
当温度不变,太阳光强增加时,光伏电池的开路电压基本不变．短路电流大幅增加,最大输出功率大幅增加。
图2示出线性系统电路图。
首先,计算消耗在R1上的功率为：然后,式(1)两边对R1求导可得：由式(2)可得,当r=R1时,dP1／dR1=0,此时P1取最大值。
由于光伏电池系统受到光强、温度、太阳光入射角等多种因素的影响,其输出电压ub、输出电流ib和内阻r也处于不停变化之中。
只有使用DC／DC变换器实现负载的动态变化,才能保证光伏电池始终输出最大功率。
MPPT需要及时准确地采样蓄电池当前的充电电压和充电电流。
两者相乘得到当前的充电功率,与前一时刻的充电功率相比较,调节PWM的占空比,从而使光伏电池始终工作在最大功率点。
图3示出具体的控制策略。
智能太阳能充电MPPT的硬件设计由于光伏电池的输出特性呈非线性,且变化幅度较大,所以使用单端反激式变换器。
该变换器由升降压变换器加隔离变压器推演而来,能够简单高效地提供直流输出,广泛用于功率100W左右的小型开关电源中。