太阳能组件产生的电能,一路经过开关变压器T1 的122绕组加至开关管Q1 的集电极( c) ,另一路经过R1 为Q1 提供基极电压。 当基极( b)的电压为高电平时, Q1 开始导通,变压器T1 的122绕组中产生1正2 负的电动势,经T1 耦合,在T1 的324绕组中产生3正4负的感应电动势,此电动势经R5 , C2 叠加到Q1的基极( b) ,使Q1 迅速饱和导通。 由于变压器T1 的122间的电流不能突变,在此过程中会产生1负2正的电动势。 变压器T1 的324绕组中感应出3负4正的电动势,通过R5 , C2 ,使Q1 迅速进入截止状态。 经R1 对C2 的不断充电, Q1 又开始导通,进入下一轮的开关振荡状态。 在导通期间, T1 变压器的副边绕组526,经整流二极管D4 向外输送能量。
稳压电路由稳压管D0、三极管Q2 等元件组成。 当负载减轻或太阳能组件输出电压升高时, A 点电压上升。 当该电压大于511V 时, D0 击穿, Q2 因b2e结正向偏置而迅速导通,使Q1 提前截止,从而使输出电压趋于下降;反之,则控制过程相反,从而使变压器T1 副边输出电压基本稳定。 当负载过重时, Q1 的c2e电流增大, R4 上的压降也随之增大。 当该电压大于017V 时, Q2 导通, Q1 截止,达到过流保护的目的。 为避免截止期间变压器T1 的122 绕组感应出的尖峰脉冲击穿开关管Q1 ,并联了尖峰脉冲吸收电路。
过电压保护控制
过电压保护控制,具体电路如图3所示:整流二极管D4 接过电压保护继电器JDQ1输出。 充电控制管理芯片MCP73831最大输入电压为6V. 虽然供电网络基本输出电压为5V,但当光照强度发生剧烈变化或负载变化较大时,输出电压仍然会有一定波动,为保护MCP73831不因短时的电压波动而损坏,设计了过电压保护控制器。 当W1 的电压超过6V, JDQ 1会断开输出电路,MCP73831因断电而得到保护。 具体分析如下:此部分电路设计主要采用了LM 2903电压比较器和外围电路扩展而成。 LM 2903包含两路比较器,1, 2, 3脚为一路, 1脚为OU TPU TA, 2, 3脚为IN PU TA. 5, 6, 7脚为另一路, 7脚为OU TPU TB, 5, 6脚为IN PU TB. 其中过电压保护控制器用5, 6, 7脚的比较器。电阻R11 , R13分压后接至比较器的5脚。 当电压大于6V 即分压值大于214V. 比较器的7脚输出电平由低转为高。 Q3 饱和导通,则Q5 截止,安全工作指示灯熄灭,接点J1为高电平,此时JDQ 1开始工作,供电电路与后续电路断开,同时过电压红色警示灯亮起。
图3 过电压与过放电保护控制电路
过放电保护控制
当锂电池电压低于315V 时,即电池电量释放92%以上时,认为不能继续放电,否则锂电池内部介质会发生变化,致使充电特性变坏,容量降低等。 为此设计过放电保护控制电路,此电路的具体设计如图3,分析如下:采用了LM 2903的1, 2, 3脚组成的一路比较器,与外围器件构成过放电压比较器, R12 , R14分压后接至LM 2093的3脚。 当电压值小于315V 时,分压值小于214V, LM 2903的1脚由高电平转变为低电平, Q4 由导通转变为截止状态, Q6 饱和导通, JDQ2工作,同时过放红色指示灯亮。