太阳能是一种取之不尽

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，对环境不产生任何污染，既经济又环保。太阳能的利用对解决能源和环境问题具有重要意义，而能量的存储和释放是利用太阳能的关键技术。太阳能充电是将光能转换为电能的一种重要应用方式，太阳能充电控制器是控制太阳能电池对蓄电池进行充电的装置，广泛应用于太阳能利用的领域，可以用于太阳能路灯、太阳能广告灯、太阳能草坪灯等的蓄电池充电控制中，也适用于出差、旅游、长途乘车船、野外作业等环境给手机、数码相机、MP3、MP4等设备充电，应用范围和前景广泛。太阳能充电技术是目前各国竞相研究的应用技术，同时也是与前沿理论结合得最紧密的应用技术。当前，市场上有很多太阳能控制器，但存在着如下问题：

1、为了延长蓄电池的使用寿命，必须对蓄电池的充电实施控制，现有的太阳能控制器在蓄电充满之后，对太阳能电池板实施短路，这样会造成太阳能电池板阵列结温过高，损坏太阳能电池板。

2、已有的白天和黑夜的识别方式是测量太阳能电池板的开路电压，但其电路中串联的防反接的二极管的导通损耗发热较大。

3、已有的防反接保护是当蓄电池反接时，蓄电池瞬间构成回路，熔断保险丝，但是造成了更换的麻烦。

北京交通大学为了克服现有的太阳能充电控制器存在的缺陷，经过多年努力，研发了一种高效率、电路简单、成本更低、使用寿命更长、电流电压控制稳定的自适应太阳能充电控制器（2008年8月获中国专利证书）。该控制器包括有：蓄电池电压采样电路、湿度检测电路、太阳能电池板电压采样电路、太阳能电池板对蓄电池充电的控制电路、负载控制和保护电路等。

通过一系列的技术改造，自适应太阳能充电控制器具有以下效果：

1、采用的场效应管IRL3803S开关转换速度快，控制能力强。

2、单片机对太阳能电池板两端电压的分压采样作为判断白天和黑夜的探测信号，判断准确可靠。

3、采用高效的PWM蓄电池充电模式，保证蓄电池工作在合理的状态，提高蓄电池的使用寿命。

4、具有过充、过放、电子短路、过载保护。并且蓄电池接反反时没有构成回路，所以不会烧保险及损坏控制器件任何部件，保险只作为控制器本身内部电路损坏短路的最终保护，避免了更换的麻烦。

为了能够在实际生活中更好地应用，北京交通大学又使用专用CPU芯片和软件实现了充电过程的智能化控制，从而使太阳能充电控制器具有以下特点：

1、控制器兼容各种充电策略，对于不同种类的蓄电池（如密封铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等）无需更改系统硬件，只需载入不同软件即可实现不同的充电算法，从而满足不同电池的充电要求，使充电过程更加高效可靠。

2、具有完善的软硬件保护功能，如过充保护、过放保护、短路过流保护、过载保护等，保证了控制器的可靠性。

3、为实现充电过程控制和保护功能，提供光电池和蓄电池电流电压的高精度测量功能，蓄电池和环境温度的检测功能。

4、具有蓄电池放电控制功能。蓄电池放电过程与光电池充电相匹配，按照用于要求可以实现多种冲放电模式。

5、使用PWM（脉冲宽度调制）方式充电过程，保证了较高的充电效率，增加了充电控制的灵活性。

6、硬件系统全部采用工业级芯片，能够在高温、寒冷、潮湿等恶劣环境下工作。

7、控制器空闲时工作于低功耗状态，进一步降低系统功耗，提高了充电效率。

技术指标：

系统电压24/12V；过充电压26.4/13.2V；过放电压22.2/11.1V；温度补偿-5mV/℃；充电回路压降≤0.26V；放电回路压降≤0.15V；额定充电电流5A；额定负载电流5A；空载损耗≤6mA；工作温度-35℃至55℃。

PWM无级卸载

在风能所发出的电能超过蓄电池和逆变输出需要时，控制器必须将能量通过卸荷释放掉。普通的控制器是将整个卸荷全部接上，此时蓄电池一般还没有充满，但能量却全部被耗在卸荷上，从而造成了能量的浪费。有的控制器采用分阶段接上卸荷，则阶段越多，控制效果越好，但一般只能做到五六级左右，所以效果仍不够理想。本电源的控制方式是采用PWM（脉宽调制）方式进行无级卸载，即可以达到上千级的卸载。所以，在正常卸载情况下，可确保蓄电池电压始终稳定在浮充电压点，而只是将多余的电能释放到卸荷上。从而保证了最佳的蓄电池充电特性，使得电能得到充分利用，并确保了蓄电池的使用寿命。

智能限压限流充电

由于蓄电池只能承受一定的充电电流和浮充电压，过充电电流和过电压充电都会对蓄电池造成严重的损害。本控制器通过单片机实时检测蓄电池的充电电压和充电电流，并通过控制光伏充电电流和风机充电电流来限制蓄电池的充电电压和充电电流，从而确保了蓄电池的使用寿命。

LED显示蓄电池充电状态和电压状态

使得用户能够直观了解蓄电池的状态，并可以根据蓄电池的电压来调节使用负载的大小和时间。从而使产品设计更加人性化。

风光互补控制一体：结构简单，维护方便；

太阳能防反充：在夜间等光线不好的情况下，蓄电池的电压可能会高于太阳能电池阵列的端电压。本控制器带有防反充电路，以防止蓄电池对太阳能电池产生反充。

防雷保护：本控制器内带有避雷装置，能将雷电产生的瞬时强电压和电流释放掉，以保护本控制器及后级设备不受雷击损伤。

反接保护

如果蓄电池不小心反接，则相当于发生短路，即会产生巨大的瞬时电流。如果不加保护，则必然回损坏蓄电池和设备本身。本控制器带有反接保护，在不小心反接时，电路中的保险丝会自动熔断，使得整个蓄电池回路断开，从而有效保护蓄电池和本设备。

蓄电池开路保护：长期使用后，蓄电池可能会发生开路或接触不良。本控制器在蓄电池开路后会发出声光报警，并保护设备自身不被损坏。

过风速和过电压刹车：在大风或过电压状态下，本控制器将自动启动电磁刹车，以保护风机和蓄电池。

数字化智能控制：核心器件采用功率强大单片机进行控制，使得外围电路结构简单，且控制方式和控制策略灵活强大，从而确保了优异的性能和稳定性。

CMP（50A—110A）控制器由CPU控制，根据蓄电池电压高低，调节充电电流大小，决定是否向负载供电，并具有以下性能：

·经常保持蓄电池处在饱满状态

·防止蓄电池过度充电

·防止蓄电池过度放电

·防止夜间蓄电池向太阳能板反向充电

·蓄电池反接保护

·太阳能极板反接保护

·负载电流超过控制器额定电流，控制器自动保护并锁死，显示“Overload”