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充電控制�
閱讀�4339時間�2018-03-06 09:25:50

充電控制�是一類為了保�(hù)�電池、防止過充電而在絕大部分的太陽能�(fā)電系�(tǒng)中安裝的自動充放電控制器�,其最基本功能為當(dāng)蓄電�飽滿時切斷充電電�,由于各種蓄電池的充電特性不�,所以,�(yīng)根據(jù)電池類型來選擇所使用的充電控制器�

�(shè)計要�

  太陽能電池板
  太陽能電池板是太陽能光伏系統(tǒng)中的核心部分,其作用是把太陽的輻射能�(zhuǎn)換為電能。太陽能電池目前采用單晶硅、多晶硅、光伏薄膜電池等,其原因是將其做成類似二極管中的P-N�(jié)。其工作原理與二極管類似。只不過在二極管中推動P-N�(jié)空穴和電子運動的是外部電場,而在太陽能電池中推動和影響P-N�(jié)空穴的電子運動方向的是太陽光�,也就是通常所說的“光生伏特效�(yīng)原理�。由光能推動的電子的定向運動而產(chǎn)生電�,也即�(fā)�。太陽能電池是由很多P-N�(jié)串聯(lián)或并�(lián)的組合件(串聯(lián)得到較高的使用電�,并�(lián)得到較大的應(yīng)用電�)。一般情況下,要求對太陽能所�(chǎn)生的電能盡可能地加以利用,因此要求充電電路(在電池電量未足時)做到充電電流�,即充電電路阻抗最�。所以控制電路還�(yīng)采用有功率跟蹤控��
  蓄電�
  蓄電池作為太陽能系統(tǒng)配件不可缺少的一份子,是把太陽能光伏電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來的裝置。就12V蓄電池來�,正常情況下電壓為12.4v-12.8v(膠體電池�(dá)�13�)。正常的鉛蓄電池在放電時形成硫酸�(jié)�,充電時還原為�,如果電池�(jīng)常充電不足或過放�、電池長期存放等都會硫化,其負(fù)極上就會形成一種粗大堅硬的難以接受充電的硫酸鉛�(jié)�,此現(xiàn)象被稱為“不可逆硫酸鹽化�(簡稱電池硫化),輕則硫化會降低電池的容量,電池�(nèi)阻增�,�(yán)重時則極板失效、報�。因此蓄電池的使用和維護(hù)正確與否對蓄電池的使用壽命影響甚��
  正常的使用應(yīng)注意:
  1)終止電壓:指電池放電時,電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的工作電壓��(12V鉛酸蓄電池使用電壓為10.5V)�
  2)過放�:電池若是在放電過程中超過電池放電的終止電壓值還繼續(xù)放電�,就可能造成電池�(nèi)壓升�,正負(fù)極、活性物�(zhì)的可逆性遭到損�,使電池的容量�(chǎn)生明顯減��
  3)過充�:在充電過程中電池的電壓會隨著儲存電量的增加而逐漸上升,�(dāng)電池儲存的電量達(dá)到飽�、電極材料無法繼�(xù)分解�,若繼�(xù)充電則電解液會產(chǎn)生電�,并且在陽極產(chǎn)生氧�,在陰極產(chǎn)生氫�,氣體會從蓄電池中溢出,造成電解液減�,且會在電池內(nèi)部造成壓力(尤其是密封電�)上升,會對電池�(nèi)部結(jié)�(gòu)造成破壞,這種�(xiàn)象稱為過充電(鉛酸蓄電池一般允許充電電壓不超過14.5v)。鑒于太陽能充電控制系統(tǒng)具有上述特�,為了延長蓄電池的使用壽命,必須在蓄電池前端�(shè)置充放電保護(hù)電路�
  基于太陽能的一般配置原�,�:
  1)太陽能電池功率必須比�(fù)載功率高�4倍以��
  2)蓄電池容量必須負(fù)載日耗量�6倍以上為宜。因蓄電池容量過�,蓄電池始終處于虧電狀�(tài),影響電池壽命�
  3)蓄電池每月至少應(yīng)有充滿幾次狀�(tài)。負(fù)載應(yīng)選擇低能耗用電器,如LDE(�(fā)光二極管�)�
  性能要求
  1)�(dāng)蓄電池充電達(dá)到浮充�(目前�(shè)定為14.5v)�,控制器啟動卸載電流功�,防止電池過充;
  2)�(dāng)電池出現(xiàn)過放�(xiàn)�(10.5v)�,控制器啟動卸載負(fù)�;
  3)任何控制器故障不影響航標(biāo)燈正常工�;
  4)防水防腐IP76�;
  5)控制器功耗要�;輸出電流�;
  6)安裝簡便,能直觀�(yù)判斷蓄電池當(dāng)前狀�(tài)�

控制系統(tǒng)

  太陽能控制系�(tǒng)由太陽能電池�、蓄電池、控制器和負(fù)載組�,系統(tǒng)框圖如圖所��
  控制電路采用新型的芯�,該芯片通過對太陽能電池板電壓、蓄電池電壓、環(huán)境溫度等參數(shù)的檢測判�,控制開關(guān)電路(采用肖基二極�)的開通和�(guān)�,�(dá)到各種控制和保護(hù)的功�。本太陽能控制器具有以下主要功能
  1.過充保護(hù):充電電壓高于保護(hù)電壓�,自動�(guān)斷對蓄電池充�;此后�(dāng)電壓掉至維持電壓(13.sv)�,蓄電池�(jìn)入浮充狀�(tài),�(dāng)蓄電池電壓低于恢�(fù)電壓后浮充關(guān)�,�(jìn)入均充狀�(tài),到達(dá)14.V5后充電關(guān)閉�
  2.過放保護(hù);�(dāng)蓄電池電壓低于保�(hù)電壓�,控制器自動關(guān)閉輸出以保護(hù)蓄電池不受損�。當(dāng)蓄電池再次充電后,又能自動恢復(fù)供電�
  3.�(fù)載過流及短路保護(hù):�(fù)載電流超�10A或負(fù)載短路后,自動�(guān)閉電源輸��
  4.過壓保護(hù):�(dāng)電壓過高�,自動�(guān)閉輸�,保護(hù)電器不受損壞�
  5.具有防反充功�:采用肖基二極管防止蓄電池向太陽能電池充電�
  6.具有防雷擊功�:�(dāng)出現(xiàn)雷擊的時�,壓敏電阻可以防止雷擊,保護(hù)控制器不受損壞�
  7.太陽能電池反接保�(hù):太陽能電池�+”�-”極性接�,糾正后可繼續(xù)使用�
  8.蓄電池反接保�(hù)�
  9.蓄電池開路保�(hù):萬一蓄電池開�,若在太陽能電池正常充電時??刂破鲗⑾拗�?fù)載兩端電�,以保證負(fù)載不被損�,若在夜間或太陽能電池不充電時,控制器由于自身得不到電力,不會有任何動��294脆藺廣東省航海學(xué)�
  10.具有溫度補償功能�

控制器設(shè)�

  1.�(dāng)蓄電池電壓處于正常情況下,單片�(jī)控制的開�(guān)電路開�,此時太陽能電池向蓄電池充�;�(dāng)蓄電池電壓達(dá)�13.2v�,此時處于浮充狀�(tài);�(dāng)蓄電池電壓高于設(shè)定的過充�14.5v�,此時充電回路�(jìn)行短路保�(hù),停止充電;�(dāng)蓄電池電壓下降到13.5v�,恢復(fù)正常充電狀�(tài)�
  2.�(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定的過放�10.5v�,單片�(jī)控制的輸出截�,此時�(fù)載無輸出;�(dāng)蓄電池電壓達(dá)�12.4v�,單片�(jī)控制輸出電路�(dǎo)�,此時�(fù)載過放恢�(fù)正常�
  3.顯示電路。此控制器采用兩個雙色LDE�(fā)光二極管顯示�、放電狀�(tài),A亮紅燈為正常充電:B綠燈表示電池己充�;C紅燈閃爍為電池電壓過低或電池接觸不良。兩個雙色LDE�(fā)光二極管顯示非常直觀,給用戶帶來了方便�
  4.溫度補償。蓄電池的容量是隨溫度的變化而變化的,溫度升高,蓄電池的容量將上�,溫度下降,蓄電池的容量將減�。如果充放電流維持不�,相應(yīng)的充放電率將改變,不同的充放電率對�(yīng)著不同的過充、過放點,因此要采用溫度補償對蓄電池�(jìn)行保�(hù)。根�(jù)�(biāo)�(zhǔn)溫度補償?shù)姆秶鸀?3~-7mV/�/節(jié),我�?nèi)≈虚g�-5mV/�/節(jié)。因熱敏電阻MF58�-5~45℃其阻值有近似的線形關(guān)�,可以實現(xiàn)溫度補償。環(huán)境溫度變化時,熱敏電阻的阻值會隨溫度的變化而變�。單片機(jī)通過采樣溫度參數(shù),將采樣值與存儲在單片機(jī)�(nèi)的電壓值比�,對蓄電池的充電電壓、放電電壓�(jìn)行適�(dāng)控制,從而保�(hù)蓄電��
  5.充電方式采用脈沖充電,其對電池有去硫化的作�,對新電池有抑制電池硫化的功能�

維庫電子�,電子知�,一查百��

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