[实用新型]一种太阳能独立发电控制器、太阳能发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种结合物联网的高效太阳能发电系统，具体地说，涉及一种可以实现太阳能高效转化太阳能独立发电控制器，以及可以通过物联网技术实现远程实时监控和显示用户在使用过程中每日发电量变化的智能太阳能发电系统。

背景技术

以煤、石油和天然气为主的能源消耗结构使环境污染问题日益严重，加上非可再生能源的枯竭，开发和利用绿色环保可再生能源，优化能源结构已经成为世界各国和民众的共同诉求。在诸多可替代的能源选择方案当中，太阳能是非常符合可持续发展战略的理想绿色能源。

由于太阳能电池板特性具有非线性特征，并且其输出受光照强度、环境温度和负载等情况影响，在一定的光照强度和环境温度下，太阳能电池可以工作在不同的输出电压，但是只有在某一输出电压值时，太阳能电池的输出功率才达到最大值，这时太阳能电池的工作点就达到了输出功率-输出电压曲线的最高点，即最大功率点(Maximum Power Point，MPP)。因此，需要采用最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT) 控制电路来实时跟踪最大功率点MPP电压，来控制太阳能电池板的输出电压，进而提高利用效率。

现有采用MPPT电路的一种太阳能电池板供电装置，还需要防倒灌功能，一般是采用传统二极管及继电器电路防倒灌，缺点是其产生大量功率损耗和大量发热量，而采用继电器方式占用大量空间及成本且耗能严重。为此，需要将防倒灌与太阳能最大功率点跟踪技术进一步改进，使其具备防倒灌功能的高效转化电路。

作为进一步改进，目前大多数太阳能发电系统都是通过面对面进行按键屏幕进行人机交互的，这对人的行动造成了很大的限制，而且难以实时监测充电情况，有的发电控制器甚至不带有人机交互使使用者难以直观的知道当前工作状态；虽然现在有部分太阳能发电系统可以实现远程监测充电情况，但是却不能建立相应的数据库，为用户提供一个长时间段内的发电信息。为此，还有必要结合物联网技术，做成具有远程监测功能和数据库的智能太阳能发电系统，是非常有必要的。

发明内容

为解决防倒灌与太阳能最大功率点跟踪技术进一步改进结合，本实用新型的目的在于提供具备防倒灌功能及高效转化率的太阳能独立发电控制器、太阳能发电系统。

本实用新型提供的第一种方案是：太阳能独立发电控制器，应用于一太阳能发电系统，控制太阳能供电装置工作于最大功率状态，用以根据太阳能电池板的状态输出相应的控制信号及输出电压给蓄电池，包括：主电路、采样电路、微处理控制电路、MOS管驱动电路、电源电路，其中

电源电路将蓄电池电压转换成工作电压用于为微处理控制电路和MOS管驱动电路提供相应的工作电压；主电路，其输入端接太阳能电池板，输出端接蓄电池，用于将输入的电压进行DC-DC转换升压输出给蓄电池；采样电路，用于将主电路输入输出电压、输出电流及温度转换成微处理控制电路输入信号；微处理控制电路，用于接收采样电路输出的采样值检测，并使用最大功率点跟踪算法实现对主电路控制，保证太阳能最大功率向蓄电池充电； MOS管驱动电路，微处理控制电路通过MOS管驱动电路连接主电路，MOS管驱动电路包括防倒灌MOS管，当微处理控制电路检测到输入端电压低于输出端电压，控制MOS管驱动电路打开防倒灌MOS管NMOS-in达到防倒灌；当微处理控制电路检测到输入端电压高于输出端电压，MOS管驱动电路导通，使微处理控制电路控制主电路给蓄电池充电。

所述MOS管驱动电路分为高端MOS管驱动电路和低端MOS管驱动电路；微处理控制电路输出控制信号PWM、以及与PWM互补且带有死区的PWMN；高端MOS管驱动电路输入端与微处理控制电路输出PWM波的引脚相连，输出端与主电路高端MOS管相连；低端MOS管驱动电路输入端与微处理控制电路输出PWMN波的引脚相连，输出端与主电路低端MOS管相连。

还包括防反向升压电路，微处理控制电路输出PWMN波的引脚连接防反向升压电路，防反向升压电路输出端连接低端MOS管驱动电路输入端，当输入端电压低于输出端电压、正向电流为零时关闭低端MOS管，此时主控电路不输出PWM，防止对蓄电池电压反向升压破坏控制器；当输入端电压大于输出端电压时，低端MOS管导通，使微处理控制电路控制主电路给蓄电池充电。

主电路为双相交错并联同步BUCK电路，微处理控制电路输出PWM1、与PWM互补且带有死区的PWM1N，以及PWM2、与PWM互补且带有死区的PWM2N，驱动高端MOS管、第一相BUCK电路的PWM1与驱动高端MOS管、第二相BUCK电路的PWM2相位差180°。