太阳能充电保护电路
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
毕业设计-太阳能手机充电器(DOC)
目录摘要 (1)一、设计题目与要求 (2)1、设计题目 (2)2、设计要求 (2)二、设计思路及框架图 (2)三、设计原理图 (3)四、各部分电路介绍 (3)1、光电转换电路 (3)2、稳压电路 (4)3、充电和指示部分 (5)4、过充保护电路 (9)五、元器件的选择 (9)1、太阳能电池的介绍与选择 (9)2、三端集成稳压器的原理与选用 (13)六、谢辞 (17)七、参考文献 (22)八、附录 (18)摘要手机作为信息社会的一种通用商品，如今在世界范围内得到广泛的普及，而作为手机能源的提供者—电池的储能总是十分有限，几乎所有的用户都曾遇到过外出或通话过程中电池耗尽的尴尬，尤其是对于经常在野外作业的用户来说，在远离市电的环境下，电池的耗尽为我们的通信带来极大的不便，而太阳能作为一种可再生能源逐步在各个领域得到广泛应用。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。
若能以太阳能电池组件为基础，设计出成本低廉的太阳能手机充电器，直接完成太阳能辐射到电能转换，必然会为个人移动通信带来极大的方便。
本设计主要完成了具有不同于目前市场销售的同类产品的太阳能手机充电器的设计工作。
该设计电路包括光电转换电路、稳压电路、充电和显示电路、过充保护电路。
该充电器工作稳定、可靠，使用灵活。
太阳能作为一种没有任何污染的、易取的绿色能源若能应用到消费类产品中，对于改善地球的整体的能源状况和环境有着非常重要的意义.关键词：光电传感器、稳压电路、充电显示电路、过充保护电路一、设计题目与要求1、设计题目太阳能手机充电器的设计与制作2、设计要求本设计的主要设计内容：太阳能极板的设计、充电控制电路的设计、电压电流控制与显示电路二、设计思路及框架图此太阳能手机充电器设计中是利用光生伏特效应将光能转换成电能，其电能通过稳压器可直接给手几电池充电，也可将电能储存于蓄电池，在无太阳光时对手机充电。
其基本框图如下：图2-1 设计框图三、设计原理图图3-1 设计原理图四、各部分电路介绍1、光电转换电路光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。
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。
太阳能电池对储能装置两种方式充电实验(实验报告)
光伏工程实验报告实验名称：太阳能电池对储能装置两种方式充电实验学院：材料科学与工程学院专业：应用物理指导教师：报告人：学号：1班级：实验时间：2015/1/5实验报告提交时间：2014/12/一、实验目的1. 了解超级电容放电的实验；2. 了解太阳能组件直接对超级电容充电的实验；3. 了解太阳能组件加DC-DC模块后对超级电容充电实验；4. 熟悉恒压和恒定功率计算充电效率的方法；5. 通过对两组实验结果进行比较，找出实现最佳充电效率的方法。
二、实验原理1．DC-DC模块DC-DC为直流电压变换电路，能将直流电压转换为直流电压，相当于交流电路中的变压器，就是相当于我们平常使用的电源充电器，最基本的DC-DC变换电路如图1所示。
图1中，Ui为电源，T为晶体闸流管，uC为晶闸管驱动脉冲，L为滤波电感，C为电容，D为续流二极管，RL为负载，uo为负载电压。
调节晶闸管驱动脉冲的占空比，即驱动脉冲高电平持续时间与脉冲周期的比值，即可调节负载端电压。
DC-DC的作用：当电源电压与负载电压不匹配时，通过DC-DC调节负载端电压，使负载能正常工作。
本实验的太阳能组件输出电压可以超过10V，而超级电容器的额定电压为3V左右，因此需要用到DC-DC模块进行电压的转换。
通过改变负载端电压，改变了折算到电源端的等效负载电阻，当等效负载电阻与电源内阻相等时，电源能最大限度输出能量。
在本实验中，DC-DC模块用于控制太阳能电池，使其始终以最大限度输出能量，保证以恒定功率输出。
2.超级电容超级电容器是利用双电层原理的电容器。
当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大当超级电容所加电压低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态。
充电桩 漏电保护电路
充电桩漏电保护电路1.引言1.1 概述充电桩是一种用于给电动车、混合动力车等充电的设备，它在提供便捷的充电服务的同时，也存在一定的安全隐患。
其中，漏电问题是充电桩安全性的重要考量因素之一。
在充电过程中，由于各种因素的影响，充电设备和车辆之间可能会发生电流漏泄的情况，这会导致安全事故的发生，甚至可能对人身安全造成威胁。
因此，为了保障充电桩使用的安全性，漏电保护电路应运而生。
漏电保护电路的作用是在发生漏电时及时切断电路，避免继续供电，保护人身安全。
它通过监测电流的差异，一旦检测到漏电情况，则会触发漏电保护装置，使电路断开。
这样可以有效避免漏电造成的安全隐患，保护使用者的生命财产安全。
本文将重点讨论充电桩漏电保护电路的原理、应用和发展趋势。
在介绍漏电保护电路的工作原理后，我们将探讨其在充电桩中的实际应用，并分析其在提高充电桩安全性方面的重要性。
同时，我们也将展望未来充电桩漏电保护电路的发展方向，探讨新技术和创新对充电桩安全性的影响。
通过深入研究充电桩漏电保护电路，我们能够更好地理解和应用这一关键技术，为充电桩使用者提供更安全可靠的充电环境。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：2. 文章结构本文将主要分为三个部分进行探讨，每个部分都包含了与充电桩和漏电保护电路相关的子主题。
具体的结构如下：2.1 充电桩的重要性在本部分中，将探讨充电桩在现代社会中的重要性。
首先，将介绍电动汽车的快速发展趋势，以及充电桩在推动电动汽车普及方面所起的关键作用。
接着，将分析充电桩对减少环境污染和缓解能源压力的积极影响。
最后，将讨论充电桩支持可持续发展的重要性，并探讨其未来发展的潜力。
2.2 漏电保护电路的作用本部分将重点讨论漏电保护电路在充电桩中的作用。
首先，将解释漏电现象的产生原因以及其对人身安全和设备损坏的潜在危害。
接着，将介绍漏电保护电路的原理和工作方式，包括不同类型的保护电路及其适用场景。
然后，将探讨漏电保护电路在充电桩中的应用，以及其能够有效预防漏电事故的重要性。
太阳能路灯控制器电路图
太阳能路灯控制器电路图2010-11-14 14:00太阳能路灯控制器电路图1 •工作原理电路原理见图1所示。
该电路由以U5为核心组成的蓄电池过充电控制电路、以 U 4A 〜U4D 为核心组成的蓄电池电压指示电路 及显示电压按钮开关KS1电路、以U1B 组成的蓄电池过放电控制电路、以 U1A 组成的开灯检测控制电路、以 U2组成的开灯及延时 熄灯及二次开灯定时控制电路，以及以控制三极管 Q2驱动继电器组成的输出控制电路等组成。
现分别介绍如下。
(1) 过充电、过放电检测保护部分太阳能电池组件板或阵列由插口CZ1的①脚输入，加至防反充电二极管 D2的正极.D2的负I w JSU 起 1*01CH-严*案：尉吟“300■、叱则剤［浏q 辅L叶a £ifif极接12V蓄电池的正极，即CZ1的③脚。
控制器在初始上电时，由于C4的作用使U5②脚为低电平，③脚输出高电平，Q7导通；Q8 截止，允许太阳能电池给蓄电池充电。
当蓄电池所充的电压小于14 ．4V 时，由R13 、(R38 十R39) 组成的串联分压电路送至U5 ②、⑥电压低于2 / 3 U5的供电电压时，即小于6V,电路维持充电状态；随着充电时间的延长，蓄电池电压逐渐升高，当U5②、⑥的电压高于2 / 3 U5供电电压时，U5③脚输出低电平，Q7截止、Q8导通，给太阳能电池板泄放电流，停止对蓄电池充电。
在U5③脚输出低电平的状态下，其⑦脚导通，相当于将1140并入电路中。
此时电路的分压比为：R38+ R39 // R40/IRI3+(R38+R39) // R40，不难算出，当蓄电池电压低于设定值13V时•电路状态再次翻转，U5③脚输出高电平，允许蓄电池充电。
(2) 开灯检测方法与控制太阳能电池板是一个很好的光敏元件，其输出电流、电压能随着接受光的强度和照度变化而变化，本控制器就是利用这一原理实现开、关灯控制的。
太阳能电池板PVin输入电压经R5、R6串联分压后；加至运放U 1A②脚，其③脚接于R9、R8+VR的分压点上。
如何制作一个自制的太阳能电池充电器
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充电控制器：控制充电电流和电压
连接线：连接太阳能电池板和电池 组
连接线：用于连接太阳能电池板和充电器，需选择质量好的线材，保证电流传输稳定。
外壳：保护充电器和太阳能电池板，需具备防水、防尘、抗紫外线等功能。
螺丝和固定件：用于固定太阳能电池板和充电器，需选择合适的规格和材质。
绝缘材料：用于保护电路和电子元件，需选择具备良好绝缘性能的材料。
制作步骤
设计电路：根据电池板规格和 充电需求，设计合适的电路
确定电池板规格：根据需求选 择合适的电池板规格，如电压、 电流等
选择材料：根据电路设计选 择合适的电子元件和材料
制作电路板：将电路设计制作 成电路板，以便于安装和连接
电子元件
避免污染：保持清洁，以免 影响电池寿命
避免高温：避免在高温环境中 使用，以免造成电池性能下降
定期检查太阳 能电池板表面 是否清洁，保 持其良好的吸 收阳光的能力。
定期检查充电 器的电线和接 口是否完好， 如有损坏及时
更换。
避免将充电器 暴露在潮湿的 环境中，以防 短路和损坏。
在不使用时， 应将充电器放 置在干燥通风 的地方，并保
增强产品的耐用性 和可靠性，提高产 品的使用寿命。
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汇报人：
太阳能板：用于收集太阳能并将其转换为电能 充电电池：储存电能，为设备提供电力 电路板：用于控制电流的流向和电压的稳定 连接线：用于连接太阳能板和充电电池
将太阳能电池板与充电控制模块连接 确认连接无误后，使用螺丝固定 接入充电器和电源适配器 检查电路连接是否正常
将太阳能电池板放置在合适的位置，确保能够充分接收阳光。 将电池组连接到太阳能电池板的输出端。 确保电池组与太阳能电池板连接牢固，没有短路或断路现象。 检查所有连接无误后，将太阳能电池板和电池组放置在安全的地方，等待充电。
太阳能板的电路符号
太阳能板的电路符号
摘要：
1.太阳能板电路符号简介
2.太阳能板电路符号的分类
3.太阳能板电路符号的应用
4.总结
正文：
太阳能板电路符号是电路图中用来表示太阳能板及其相关组件的符号。
这些符号能够简洁明了地表达电路的组成和连接方式，方便电路设计师进行设计和调试。
太阳能板的电路符号主要分为以下几类：
1.太阳能电池板符号：太阳能电池板符号用来表示太阳能电池板的类型、尺寸和功率等信息。
一般用矩形或平行四边形表示，四边分别表示电池板的四个边缘，中间的线条表示电池板内部的电池片。
2.太阳能充电控制器符号：太阳能充电控制器符号用来表示充电控制器的类型、功能和参数等信息。
一般用矩形表示，内部有直线和曲线组成的控制电路。
3.蓄电池符号：蓄电池符号用来表示蓄电池的类型、容量和状态等信息。
一般用矩形表示，上下两端表示电池的正负极，中间的线条表示电池的容量。
4.负载符号：负载符号用来表示电路中的负载设备，如LED 灯、电机等。
一般用矩形或圆形表示，内部有直线和曲线组成的电路。
5.开关和保护元件符号：开关和保护元件符号用来表示电路中的开关、保险丝等保护元件。
一般用矩形或圆形表示，内部有直线和曲线组成的控制电路。
太阳能板电路符号广泛应用于太阳能发电系统的设计、安装和调试过程中。
通过使用这些符号，电路设计师可以快速地设计出符合要求的电路图，并与其他设计师和工程师进行沟通和协作。
总之，太阳能板电路符号是电路图中非常重要的一部分，能够提供简洁、直观的信息，方便电路设计师进行设计和调试。
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2.1 太阳能充电保护电路
2.1.1 太阳能电池板
太阳能电池板不仅白天能提供电能，而且在夜间也可提供电力。
太阳能电池板同晶体管一样，由半导体组成的，主要材料是硅，也有一些其他合金。
太阳能电池板的表面由两个性质各异的部分组成。
当受到光的照射时，能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方。
太阳能电池板只要受到阳光或灯光的照射，一般就可发出相当于所接收光能1/10的电能。
为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射，将光能转变为电能，一般在上面蒙上了一层防止光反射的膜，使太阳能电池板的表面呈紫色。
太阳能供电部分主要由太阳能电池板(光伏组件)、充电电路和蓄电池组成。
光伏组件在白天吸收光照，将太阳能转化为电能储存在太阳能电池内。
一般晴天时，在理想的光照强度下，充满电只要4小时。
本系统采用15V太阳能电池板，实际测得电池板两端供电电压为17V～20V，充电电流为200mA～800mA。
2.1.2 蓄电池组容量设计
太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。
与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工作在浮充状态下，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。
它的容量比负载所需的电量大得多。
蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。
为了与太阳能电池匹配，要求蓄电池工作寿命长且维护简单。
(1)蓄电池的选用
能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。
国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。
普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染较大，所以主要适于有维护能力或低档场合使用。
碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅适用于较为特殊的场合。
(2)蓄电池组容量的计算
蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。
在一年内，方阵发电量各月份有很大差别。
方阵的发电量在不能满足用电需要的月份，要靠蓄电池的电能给以补足；在超过用电需要的月份，是靠蓄电池将多余的电能储存起来。
所以方阵发电量的不足和过剩值，是确定蓄电池容量的依据之一。
同样，连续阴雨天期间的负载用电也必须从蓄电池取得。
所以，期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之一。
因此，蓄电池的容量Bc计算公式为：
式中：A为安全系数，取1.1～1.4之间；
QL为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数；
NL为最长连续阴雨天数；
To为温度修正系数，一般在0℃以上取l，-10％以上取1.1，-10℃以下取1.2；
Cc为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85。
根据本系统要求，通过计算，选用12V8Ah普通铅酸蓄电池。
2.1.3 充电保护电路
太阳能充电保护电路由过充和过放保护两部分组成。
过充保护：当太阳能板给蓄电池充电，使蓄电池输出电压超过14.5V时，过充电路控制继电器使太阳能电池板停止充电。
蓄电池输出电压回落到14V时，太阳能电池板重新给蓄电池充电。
过放保护：当蓄电池输出电压低于10.5V时，蓄电池停止向外电路供电。
蓄电池电压超过10.5V时，重新向外电路供电。
充电保护电路由两个运算放大器组成，电路如图2所示。
图2中Vi1、Vi2分别为蓄电池的输出电压，Vref为运算放大器的比较参考电压，其具体值根据不同的要求由用户设定。
在实际设计过程中，要注意图2中反馈电阻的选取，反馈电阻越大，控制输出所对应的输入Vi回差值越小。