[实用新型]一种自供电式太阳能控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏电池发电技术，特别涉及一种自供电式太阳能控制装置。

背景技术

能源是人类社会生存和发展的重要物质基础。目前，世界上的能源仍以煤炭、石油和天然气等化石能源为主。但是，这些化石能源是不可再生资源，并且这些化石能源在使用过程中会产生大量的污染物，对人类生态环境产生极大的破坏。太阳能作为一种清洁能源，逐渐成为人类使用能源的重要组成部分。

太阳能控制装置是一种用于太阳能光伏电池发电领域，控制太阳能光伏电池对负载进行供电以及对蓄电池进行充电的自动控制设备。现有的太阳能控制装置大多由单片机或DSP等微处理器构成的系统，由软件算法实现扰动观察法、电导增量法和直线近似法等最大功率点跟踪算法，这类太阳能控制装置大多电路复杂、成本较贵，并且在最大功率点附近容易产生功率振荡带来无谓的能量损耗。也有一些小功率的太阳能控制装置，为了节约成本，采用简单的恒定电压法跟踪光伏电池的最大功率点，这种方法是不能准确跟踪光伏电池最大功率点，从而造成光伏电池的光电转换效率降低。另一方面，现有的太阳能控制装置都需要额外电源给控制装置本身进行供电，有的甚至需要双电源进行供电，使得太阳能控制装置在供电不便的场所使用不了。

因此，随着太阳能光伏发电的不断推广和普及，提供一种能够自供电、成本低、准确跟踪太阳能光伏电池最大功率点的太阳能控制装置是现有技术需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种自供电式太阳能控制装置，实现自供电，达到降低成本，准确跟踪太阳能光伏电池最大功率点的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种自供电式太阳能控制装置，其特征在于：所述的控制装置包括光伏电池输出的电压通过DC-DC变换模块降压后为负载电路模块和蓄电池充电电路供电，光伏电池同时连接电流采集模块；控制装置同时设有光照度采集模块将采集到的光照信息与电流采集模块的电流信息一并传递给控制电路模块，控制电路模块输出PWM信号驱动DC-DC变换模块的功率开关器件进行工作。

所述的电流采集模块将电流信号转换成电压信号，连接差分比例运算电路对采集的电压进行调理。

所述的光照度采集模块为光敏二极管连接信号调理电路；光敏二极管把光照度转换成电流信号，再通过电阻把电流信号转换成电压信号，最后连接同相比例运算电路对电压信号进行调理。

所述的DC-DC变换模块设有BUCK降压斩波电路，将光伏电池输出的30V左右电压变换成16V左右的电压，同时设有功率开关器件控制光伏电池的输出电压和输出电流。

所述的控制电路模块设有减法运算电路、比例运算电路、积分运算电路、加法运算电路、电压比较器组成模拟电路判断光伏电池输出电流和光伏电池最大输出功率之间的线性关系，产生PWM信号驱动DC-DC变换模块中的功率开关器件。

所述的控制装置包括自供电电路模块接DC-DC变换模块的输入端，自供电电路模块设有恒压输出电路产生恒定的12V电压给太阳能控制装置本身供电。

一种自供电式太阳能控制装置，由于采用上述的结构，本实用新型的优点在于：1、虚地技术和自供电技术的应用，避免了额外电源的接入，使得本实用新型的太阳能控制装置可以使用在太空、海上、野外等供电不便的场所。2、纯模拟电路组成的控制电路，使得本实用新型的太阳能控制装置体积小、成本低，能准确跟踪光伏电池的最大功率点，避免了常规最大功率点跟踪算法的功率振荡，提高了光伏电池的光电转换效率。3、通过可调电位器，负载电路能够接入电压为3～12V负载；通过三档拨动开关，蓄电池充电电路能对5V、9V、12V三种电压的蓄电池进行限压恒流充电。这使得本实用新型的太阳能控制装置使用方便、灵活。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明；

图1为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置结构框图；

图2为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置中光伏电池的特性曲线图；

图3为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置中光伏电池的主电路图；

图4为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置中电流采集模块的电路图；

图5为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置中光照度采集模块的电路图；

图6为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置中虚地产生电路；

图7为本实用新型一种自供电式太阳能控制装置中控制电路模块的电路图；