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。

实现蓄电池过放保护功能。

3. 充电控制电路
充电控制电路由三极管Q1、Q2及继电器J1组成。

当蓄电池电压上升到13.5V时，过充比较器输出高电平，Q1的基极高电平，Q1导通，Q1的集电极为低电平，则Q2三极管截止，Q2集电极呈现高电平特性。

所以，此时LED2不亮，表示不充电；J1电压控制端无电流，所以J1-1开关截止，断开充电回路。

当蓄电池电压下降到13.1V时，过充比较器输出低电平，Q1的基极低电平，Q1截止，Q1的集电极为高电平，则Q2三极管导通，Q2集电极呈现低电平特性。

所以，此时LED2点亮，表示充电；J1电压控制端有电流，所以J1-1开关导通，蓄电池充电回路导通。

5. 放电控制电路
放电控制电路由三极管Q3、Q4及继电器J2组成。

当蓄电池电压下降到10.8V时，放充比较器输出低电平，Q3的基极低电平，Q3截止，Q3的集电极为高电平，则Q4三极管导通，Q4集电极呈现低电平特性。

所以，此时LED3点亮，表示过放；J2电压控制端无电流，所以J2-1开关截止，断开放电回路。

当蓄电池电压上升到12.1V时，过放比较器输出高电平，Q3的基极高电平，Q3导通，Q3的集电极为低电平，则Q4三极管截止，Q4集电极呈现高电平特性。

所以，此时LED3不亮，表示未过放电；J2电压控制端有电流，所以J2-1开关导通，蓄电池放电。

6.稳压电路模块
稳压电源模块有LM317三端可调稳压电路组成。

其主要为比较电路及控制电路提供稳定电源。

前面已阐述过LM317稳压电路的工作原理。

下图 3.22给出了本案例12V蓄电池充放电的过程。

例如当蓄电池充电，电压上升到13.1V时(A点)，蓄电池可以充电也可以放电；当蓄电池电压上升到13.5V时，只能通过放电降低蓄电池电压，即不能再充电；当蓄电池降低的13.1V时（C点），蓄电池有可以再次被充电或放电；当蓄电池电压放电后，降低到10.8V时，蓄电池只能充电；当充电电压上升到12.1V时（B点），蓄电池有可以再充电或放电。

图3.22 蓄电池充放电过程。