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光伏控制�
閱讀�11973�(shí)間:2011-03-24 00:24:29

  光伏控制器是太陽能光伏發(fā)電系�(tǒng)�,能自動(dòng)防止�電池組過充電和過放電并具有簡單測量功能的電子�(shè)備。由于蓄電池組被過充電或過放電后將嚴(yán)重影響其性能和壽�,充放電控制器在光伏系統(tǒng)中一般是必不可少��開關(guān)器件,可以是繼電�,也可以�MOSFET模塊。但PWM脈寬�(diào)制控制器,只能用MOSFET模塊作為開關(guān)器件�

功能

 ?�?)高壓(HVD)斷開和恢復(fù)功能:控制器�(yīng)具有輸入高壓斷開和恢�(fù)連接的功��

 ?�?)欠壓(LVG)告警和恢復(fù)功能:當(dāng)蓄電池電壓降到欠壓告警點(diǎn)�(shí),控制器�(yīng)能自�(dòng)�(fā)出聲光告警信��

 ?�?�  低壓(LVD)斷開和恢復(fù)功能:這種功能可防止蓄電池過放�。通過一種繼電器或電子開�(guān)連結(jié)�(fù)�,可在某給定低壓�(diǎn)自動(dòng)切斷�(fù)載。當(dāng)電壓升到安全�(yùn)行范圍時(shí),負(fù)載將自動(dòng)重新接入或要求手�(dòng)重新接入。有�(shí),采用低壓報(bào)警代替自�(dòng)切斷�

 ?�?)保�(hù)功能�

 ?�?防止任何�(fù)載短路的電路保護(hù)�

  � 防止充電控制器內(nèi)部短路的電路保護(hù)�

  � 防止夜間蓄電池通過太陽電池組件反向放電保護(hù)�

 ?�?防止�(fù)載、太陽電池組件或蓄電池極性反接的電路保護(hù)�

 ?�?在多雷區(qū)防止由于雷擊引起的擊穿保�(hù)�

  �5)溫度補(bǔ)償功能:�(dāng)蓄電池溫度低于25℃�(shí),蓄電池�(yīng)要求較高的充電電�,以便完成充電過�。相反,高于該溫度蓄電池要求充電電壓較低�         通常鉛酸蓄電池的溫度�(bǔ)賞系�(shù)� �5mv/?C/CELL �

主要參數(shù)

  1 太陽電池輸入路數(shù)�1―�12�

  2 充電電流�

  3 放電電流�

  4 控制器自身耗電不得超過其額定充電電流的1%

  5 通過控制器的電壓降不得超過系�(tǒng)額定電壓�5%

  6 輸入輸出開關(guān)器件:繼電器或MOSFET模塊

  7 箱體�(jié)�(gòu):臺(tái)�、壁掛式、柜�

  8 工作溫度范圍:-15°C - �55 �

  9 �(huán)境濕度:90�

分類

  光伏控制器基本上可分為五種類型:并聯(lián)�、串�(lián)型、脈寬調(diào)制型、智能型和功率跟蹤型�

  并聯(lián)型控制器� �(dāng)蓄電池充滿時(shí),利用電子部件把光伏陣列的輸出分流到�(nèi)部并�(lián)電阻器或功率模塊上去,然后以熱的形式消耗掉。因?yàn)檫@種方式消耗熱�,所以一般用于小�、低功率系統(tǒng),例如電壓在12伏、20安以內(nèi)的系�(tǒng)。這類控制器很可靠,沒有如繼電器之類的�(jī)械部��

  串聯(lián)型控制器� 利用�(jī)械繼電器控制充電過程,并在夜間切斷光伏陣列。它一般用于較高功率系�(tǒng),繼電器的容量決定充電控制器的功率等級。比較容易制造連續(xù)通電電流在45安以上的串�(lián)控制��

  脈寬�(diào)制型控制器:它以PWM脈沖方式開關(guān)光伏陣列的輸�。當(dāng)蓄電池趨向充滿時(shí),脈沖的頻率和時(shí)間縮�。按照美國桑地亞國家�(shí)�(yàn)室的研究,這種充電過程形成較完整的充電狀�(tài),它能增加光伏系�(tǒng)中蓄電池的總循環(huán)壽命�

  智能型控制器� 采用帶CPU的單片機(jī)(如 Intel公司的MCS51系列或Microchip公司PIC系列)對光伏電源系統(tǒng)的運(yùn)行參�(shù)�(jìn)行高速實(shí)�(shí)采集,并按照一定的控制�(guī)律由軟件程序?qū)温坊蚨嗦饭夥嚵羞M(jìn)行切�/接通控�。對�、大型光伏電源系�(tǒng),還可通過單片�(jī)的RS232接口配合MODEM�(diào)制解�(diào)器�(jìn)行遠(yuǎn)距離控制�

  功率跟蹤型控制器: 將太陽電池的電壓U和電流I檢測后相乘得到功率P,然后判斷太陽電池此�(shí)的輸出功率是否達(dá)�,若不在功率�(diǎn)�(yùn)�,則�(diào)整脈�,調(diào)制輸出占空比D,改變充電電流,再次�(jìn)行實(shí)�(shí)采樣,并作出是否改變占空比的判斷,通過這樣尋優(yōu)過程可保證太陽電池始終運(yùn)行在功率�(diǎn),以充分利用太陽電池方陣的輸出能�。同�(shí)采用PWM�(diào)制方�,使充電電流成為脈沖電流,以減少蓄電池的極化,提高充電效��

原理

  1 單路并聯(lián)型充放電控制器:

單路并聯(lián)型充放電控制器

  并聯(lián)型充放電控制器充電回路中的開�(guān)器件T1是并�(lián)在太陽電池方陣的輸出�,當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時(shí),開�(guān)器件T1�(dǎo)�,同�(shí)二極管D1截止,則太陽電池方陣的輸出電流直接通過T1短路泄放,不再對蓄電池�(jìn)行充�,從而保證蓄電池不會(huì)出現(xiàn)過充電,起到“過充電保護(hù)”作用�

  D1為防“反充電二極管�,只有當(dāng)太陽電池方陣輸出電壓大于蓄電池電壓時(shí),D1才能�(dǎo)�,反之D1截止,從而保證夜晚或陰雨天氣�(shí)不會(huì)出現(xiàn)蓄電池向太陽電池方陣反向充電,起到“放反向充電保護(hù)”作��

  開關(guān)器件T2為蓄電池放電開關(guān),當(dāng)�(fù)載電流大于額定電流出�(xiàn)過載或負(fù)載短路時(shí),T2�(guān)斷,起到“輸出過載保�(hù)”和“輸出短路保�(hù)”作�。同�(shí),當(dāng)蓄電池電壓小于“過放電壓”時(shí),T2也關(guān)�,�(jìn)行“過放電保護(hù)”�

  D2為“防反接二極管”,�(dāng)蓄電池極性接反時(shí),D2�(dǎo)通使蓄電池通過D2短路放電,產(chǎn)生很大電流快速將保險(xiǎn)絲BX燒斷,起到“防蓄電池反接保�(hù)”作用�

  檢測控制電路隨時(shí)對蓄電池電壓�(jìn)行檢�,當(dāng)電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)使T1�(dǎo)通�(jìn)行“過充電保護(hù)�� �(dāng)電壓小于“過放電壓”時(shí)使T2�(guān)斷�(jìn)行“過放電保護(hù)��

  2 串聯(lián)型充放電控制器:

串聯(lián)型充放電控制器

  串聯(lián)型充放電控制器和并聯(lián)型充放電控制器電路結(jié)�(gòu)相似,區(qū)別在于開�(guān)器件T1的接法不�,并�(lián)型T1并聯(lián)在太陽電池方陣輸出端,而串�(lián)型T1是串�(lián)在充電回路中。當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時(shí),T1�(guān)�,使太陽電池不再對蓄電池�(jìn)行充電,起到“過充電保護(hù)”作��

  其它元件的作用和串聯(lián)型充放電控制器相�,不再贅��

  3.檢測控制電路的組成和工作原理:

檢測控制電路

  檢測控制電路包括過壓檢測控制和欠壓檢測控制兩部分�

  檢測控制電路是由帶回差控制的�(yùn)算放大器組成。A1為過壓檢測控制電�,A1的同相輸入端由W1提供對應(yīng)“過壓切離”的基準(zhǔn)電壓,而反相輸入端接被測蓄電池,當(dāng)蓄電池電壓大于“過壓切離電壓”時(shí),A1輸出端G1為低電平,關(guān)斷開�(guān)器件T1,切斷充電回�,起到過壓保�(hù)作用。當(dāng)過壓保護(hù)后蓄電池電壓又下降至小于“過壓恢�(fù)電壓”時(shí),A1的反相輸入電位小于同相輸入電�,則其輸出端G1由低電平跳變至高電平,開�(guān)器件T1由關(guān)斷變�(dǎo)�,重新接通充電回�。“過壓切離門限”和“過壓恢�(fù)門限”由W1和R1配合�(diào)��

  A2為欠壓檢測控制電路,其反相端接由W2提供的欠壓基�(zhǔn)電壓,同相端接蓄電池電壓(和過壓檢測控制電路相反�,當(dāng)蓄電池電壓小于“欠壓門限電平”時(shí),A2輸出端G2為低電平,開�(guān)器件T2�(guān)�,切斷控制器的輸出回�,實(shí)�(xiàn)“欠壓保�(hù)�。欠壓保�(hù)�,隨著電池電壓的升高,當(dāng)電壓又高于“欠壓恢�(fù)門限”時(shí),開�(guān)器件T2重新�(dǎo)�,恢�(fù)對負(fù)載供�?!扒穳罕Wo(hù)門限”和“欠壓恢�(fù)門限”由W2和R2配合�(diào)��

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