太阳能充放电控制器的几种充放电模式介绍
太阳能充放电控制器的国内外研究概况。太阳能电池板是利用太阳光伏发电的绿色能源，是可再生能源。太阳能电池板是当今世界各国优先发展的能源产品；是解决无电地区生活用电的良好出路。中国也和世界发达国家一样，开始实施《可再生能源法》，鼓励使用太阳能发电。太阳能充电控制器是防止蓄电池过充电和过放电、延长蓄电池使用寿命的装置。逆变器是把蓄电池的直流电转变为交流电的转换装置。用太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池和逆变器可组成一套完整的交流发电设备。
在太阳能整套系统中为蓄电池起充放电保护的控制器到底有什么用，它的保护模式一
般体现在哪几面，在这里我司技术部给大家简单的分析下。
一个合格的太阳能充放电控制器必须具有以下几种充放电保护模式：
1、浮充控制点电压：一般是均充完毕后，蓄电池也被静置一段时间，使其端电压自然下落，当下落至“维护电压”点时，就进入浮充状态，目前均采用PWM（既脉宽调制）方式，类似于“涓流充电”（即小电流充电），电池电压一低就充上一点，一低就充上一点，一股一股地来，以免电池温度持续升高，这对蓄电池来说是很有好处的，因为电池内部温度对充放电的影响很大。其实PWM方式主要是为了稳定蓄电池端电压而设计的，通过调节脉冲宽度来减小蓄电池充电电流。这是非常科学的充电管理制度。具体来说就是在充电后期、蓄电池的剩余电容量（SOC）>80%时，就必须减小充电电流，以防止因过充电而过多释气（氧气、氢气和酸气）。
2、过放保护终止电压：这比较好理解。蓄电池放电不能低于这个值，这是国标的规定。蓄电池厂家虽然也有自己的保护参数（企标或行标），但最终还是要向国标靠拢的。需要注意的是，为了安全起见，一般将12V电池过放保护点电压人为加上0.3v作为温度补偿或控制电路的零点漂移校正，这样12V电池的过放保护点电压即为：11.10v，那么24V系统的过放保护点电压就为22.20V 。目前很多生产充放电控制器的厂家都采用22.2v(24v系统)标准。
3、直充保护点电压：直充也叫急充，属于快速充电，一般都是在蓄电池电压较低的时候用大电流和相对高电压对蓄电池充电，但是，有个控制点，也叫保护点，就是上表中的数值，当充电时蓄电池端电压高于这些保护值时，应停止直充。直充保护点电压一般也是“过充保护点”电压，充电时蓄电池端电压不能高于这个保护点，否则会造成过充电，对蓄电池是有损害的。
4、均充控制点电压：直充结束后，蓄电池一般会被充放电控制器静置一段时间，让其电压自然下落，当下落到“恢复电压”值时，会进入均充状态。为什么要设计均充？就是当直充完毕之后，可能会有个别电池“落后”（端电压相对偏低），为了将这些个别分子拉回来，使所有的电池端电压具有均匀一致性，所以就要以高电压配以适中的电流再充那么一小会，可见所谓均充，也就是“均衡充电”。均充时间不宜过长，一般为几分钟~十几分钟，时间设定太长反而有害。对配备一块两块蓄电池的小型系统而言，均充意义不大。所以，路灯控制器一般不设均充，只有两个阶段。
太阳能充电器使用说明 太阳能移动电源系列产品，拥有智能调压专利技术，可以调节不同的输出电压及电流。可以在太阳光下对各类手机或USB接口数码产品直接充电，也可以在太阳光较弱或无阳光条件下通过内置蓄电池放电对手机或USB接口数码产品充电。适用于出差、旅游、长途乘车船、野外作业等环境的备用电源，具有安全保护、兼容性好，大容量、体积小、使用寿命长、性价比高。 产品规格： 1、太阳能硅板峰值功率：1.54W 2、工作电压：5.5V(最大) 3、充电电流：280mA 4、蓄电池容量：2000mAh 5、输出电压：4.5～9V(可调) 6、输出电流：1A(最大) 7、充电时间：8-10hrs(幅照度：100mW/C㎡) 3-4hrs(室内电源：5V/500mA) 充电说明： 1、在xx下充电 充电时，放电开关应置于OFF位置，以免充电缓慢，展开太阳能板放置阳光下，并正射太阳能板．太阳能充电器的Light1灯变为红色，此时光能转化为电能对太阳能充电器电池蓄存电．红色表明内置锂电池蓄存电能不多，如果Light1灯变为橙色，表明锂电池中蓄存电能较高，且电压在3.8V～4.1V．如果Light1灯变为绿色，证明充电器内置电池蓄存电已经饱和．当您合上太阳能面板时Light1灯将熄灭，太阳能面板停止充电．注： 如果展开太阳能板，在日光下Light1灯变为红色或橙色时，只是表明太阳能面板电压达到Light1灯亮，而不能证明太阳能板在充电．
2、使用AC充电 由于没有太阳光或阴天情况下，该用AC充电器的DC头连接太阳能充电器的DC接口．再将AC充电器插入110V或220V交流电，Light1灯将变为红色再由红色变为橙色再到绿色的过程．Light1灯变为绿色．表明内置电池已充满，并断开AC充电器的连接． 放电说明： 放电时，并将输出电压档位调到适当的电压对充电产品充电，然后根据你需要移动设备选择合适的转接头，也可以用USB插头对数码产品连接一起．并将开关切换到＂ON＂Light1与Light2同时亮时，Light2亮时表示开始放电，（此时内置电池已充满Light1出现红绿交替闪烁属正常现象，具体参考Light1显示说明），当你外接移动设备充电时，Light2亮时，表明正在对你的移动设备或手机充电，移动设备或手机充满后，请将开关切换到OFF位置，以免电量流失． 应用领域： 适用于充电电压在4.5～9V移动通讯、数码 注意事项： １、强光下不能间段充电（直射太阳能面板）约8小时，可充满内置电池． ２、在夏季时请勿将充电器置于车内（车内温度过高）．影响电池使用寿命 ３、请勿隔着玻璃对本充电器进行充电．充电效果差． ４、必须在强光下充电，在弱光下（Light１）亮灯，只能代表检测到有光，并非代表已在充电（如在室内照明灯下）．所以请勿在弱光下进行充电． ５、由于出厂时，每个充电器内所含电量不一致，所以，初次使用充电或放电的时间会不同． ６、请勿使用有腐蚀性溶液擦拭本机，以免损害本产品．
太阳能电池充电控制器电路图(含原理说明) 采用专用蓄电池充电管理芯片UC3906设计太阳能充电控制器，经过实验室调试，其各项性能达到要求。控制器由切换电路、充电电路、放电电路三部分组成(见附图)。下面分别介绍其各个组成部分。 切换电路：太阳能电池接在常闭触点，继电器线圈受三极管Q2控制，当太阳能电池受光照时，Q1导通而02截止，使得继电器线圈绝大部分时间不耗电。在太阳能电池不受光照时，Q1截止而Q2导通，交流电经常开触点送出。 充电电路：由UC33906和一些附属元件共同组成了"双电平浮充充电器"。太阳电池的输入电压加入后．利用电阻R，检测出电流的大小，再利用R2、R3、R4、R5、R6检测蓄电池的工作参数，经过内部电路分忻．进而通过Q3对输出电压、电流进行控制。Rs取值为0.025Ω，充电电流最大为10A，根据蓄电池的容量大小．可改变R，以改变充电电流。 在恒流快速充电状态下，充电器输出恒定的充电电流Imax，同时充电器监视电池两端电压，当电池电压达到转换电压V12时，电池的电量已恢复到容量的70％～90％，，充电器转入过充电状态，在此状态下，充电器输出电压升高到V。。由于充电器输出电压恒定不变．所以充电电流连续下降．当充电电流下降到Io ct 时，电池容量已达到额定容量的100％，充电器输出电压下降到较低的浮充电压Vf蓄电池进入浮充状态。此时U C3906的⑩脚输出高电平，LM2903的①脚输出低电平，发光二极管发光，指示蓄电池已充足电。图中的电路还具有涓流充电的功能，涓流充电的电流值为It,R2为涓流充电的限流电阻。 放电电路：用LM2903接成双迟滞电压比较器，可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。R10、R Pl、RP2、LJ2B、Q4、Q5和K2组成过放电压检测比较控制电路。电位器RPl、RP2起设定过放电压的作用。可调三端稳压器LM317给LM2903提供稳定的8V工作电压。 当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时，U2B的⑥脚电位高于⑤脚电位，⑦脚输出低电位使04截止，Q5导通，K2动作，其常开触点闭合，LED2发光指示负载工作正常；蓄电池对负载放电时端电压会逐渐降低，当端电压降低到小于预先设定的过放电址值时。U2B的⑥脚电位低于⑤脚电位，⑦脚输出高电位使Q 4导通，Q5截止，K2释放，LED2熄灭，指示过放电。该控制器能有效地防止蓄电池过充、过放、过流，可满足了太阳能充电控制器的需要。
本科生毕业设计便携式太阳能充电器 2013 年04 月
独创性声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 年月日 授权声明 本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。 本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 学生签名： 年月日 指导教师签名： 年月日
便携式太阳能充电器 摘要 16到20世纪，随着工业革命的兴起，科学技术的不断发展，人们对自然界中化石能源的索取速度越来越快、数量越来越多。与此同时，化石能源的燃烧对于自然界的生态环境造成了难以弥补的破坏。作为可再生能源，太阳能有着广阔的应用前景，可以成为移动设备供电的有吸引力的能源。当我们外出或旅游时，常常因为手机没电所带来的麻烦而苦恼，但又不能及时找到可以充电的场所，影响了手机的正常使用。为了解决这一问题，本毕业设计介绍一种便携式的太阳能手机充电器，利用单片机控制，实现对移动设备充放电的自由与智能控制。与常规的充电器相比，太阳能充电器必将因为便携式而得到长远的发展。 关键词：能源；太阳能；电池；单片机；便携式
Portable Solar Charger based on Microcontroller Abstract From 16 to 20 century, with the rise of industrial revolution and continuous development of science and technology, people demand a large quantity of fossil energy with increasing speed. At the same time, the burning of fossil energy has caused irreparable damage to the environment. As a renewable energy, solar energy enjoys broad application prospect. Solar power is attractive, because it supplies power for portable devices. When we go out or travel, we are often bothered by the failing power of cellphone. And we can’t find places to charge in time, which affects the normal use of mobile phone. In order to solve this problem, this thesis will introduce a type of portable solar mobile charger, using single-chip microcomputer so that the charge and discharge of mobile devices can be freely and intelligently controlled. Compared with the conventional charger, solar energy charger will definitly have a long-term development for its portable type. Key words: energy;solar energy;battery;intelligent;portable
第八节铅蓄电池放电特性 一定放电电流,首先,物质的消耗,密度减少,电动势降低,引起输出端电压减少;另外,放电生成物增多,内电阻上升,引起内压降增多,也引致输出端电压进一步下降。 总之,放电过程中,除了内电阻是增大以外,其他的参数都将减少。 铅蓄电池的放电曲线不同放电电流时的放电曲线 图3-6铅蓄电池的放电曲线 （1）刚放电时, （消耗>补充） （电极上反应物之间接触面多,使反应过程充分进行,而且生成物不足阻碍反应进行,内阻压降基本不变。而进行反应的电极材料孔隙内、外的电解液密度差不多,硫酸分子扩散运动很慢,） 使之消耗量和扩散补充量不平衡,使进行反应的硫酸密度下降较快,故电动势和端电压都有较快的下降。 （2）随着反应深入到中期过程, （消耗=补充） 在反应的孔隙内、外的电解液密度的差值较大,促进补充硫酸的扩散运动速度加快,消耗的硫酸分子得以相应补充。密度减少变缓慢,电动势减少缓慢,内电阻变化也不明显,因此,端电压仍随电动势下降较慢。 （２）反应加深,进入放电后期时, （消耗>补充） 化学反应在孔隙内深处进行,硫酸扩散路径变长,生成物使硫酸扩散通道变窄,甚至被堵塞,处于硫酸消耗多于补充的不平衡状态,电动势下降较快,内阻及降不断增大,造成端电压下降加快,曲线变陡。 单体电池当放电电压达到D点时,就是放电的终止电压值。如果在低于终止放电电压值下继续放电的话,电池电压将迅速变为零。这种超量放电是不允许的,实践中,在终止放电电压值达到后的放电,蓄电池已经失去了保证向负载供电能力。一般D点电压值定为1.7伏,也就是额定负载下端电压下降到20伏,就应该给电池充电。 停止放电后,硫酸分子经一段时间扩散到电极孔隙内,会使该处电解液的密度回升,而且均匀分布,所以电动势值可回到1.99伏左右。 影响放电电压的放电条件： 第一,放电电流影响放电电压。 放电电流大小的改变,化学反应进行的程度不同。增大负载时,能量转换量大,化学反应要求更多、更快,硫酸消耗多,密度下降快,生成物多,内阻增大,影响扩散速度。因此,电动势和端电压下降就快了,达到终止放电的时间会缩短,所以放电电流越大,放电电压下降越快。可放电的时间越短。 （注意,放电电流较大状态下的放电终止电压值允许低一些。）
太阳能充放电控制恒流一体机 YL-SH1031-67型说明书 一、产品概况 本产品专为太阳能路灯系统设计，支持多时段控制，具有防水功能。针对市场上一般太阳能路灯控制器做了有效改进，能大大提高路灯系统的可靠性，延长了控制器和蓄电池的使用寿命。本产品使用灵活方便，具有太阳能控制器和恒流调节双重功能，采用了有线读写方式，配置参数时，无需给控制器供电也可以读写参数，客户也可通过本公司提供的相关软件，自行给控制器设置相关参数。 二、控制器面板图 三、产品技术及优势 1、耐压值为100V ，远超同类产品的40-50V 耐压值，因此，适应性大大提高，实现了6、12V 光伏系统的自适应。安装过程中，光伏组件、蓄电池、负载接线顺序不再要求孰先孰后。 2、无电解电容设计，因此寿命远超市面上同类产品。 3、直接以蓄电池电压加载到LED 灯具，因此，在12V 系统时，LED 灯具每串 指示灯 电指示灯 放电指示灯 数据通信接口
固定是三颗(1W灯珠)或者固定使用四颗灯珠，若使用四颗灯珠一串，此时负载的功率会随着蓄电池电量的下降而下降。 4、每路最大恒定电流值为0.1A---3A，可以在配置软件中自由设定。恒流精 度为3%以内、效率最高为99%。以1W一颗的LED灯珠为例，在12V系统中，最大支持3串10并或4串10并。 5、有线读写方式，独创的通信接口，配置参数时，无需给控制器供电也可 以读写参数。 6、所有控制器运行参数可通过PC端软件设置，其中包括了光控、时控、过 充、过放等相关具体参数。出厂时有相关初始设置，客户也可以进行自由设置。 7、蓄电池充电方式为PWM三段式充电方式 8、五个时间段放电设置，可设置五个不同的时间段，增强了放电的灵活性。 9、本品具有蓄电池过充、过放、防反充保护。 10、具有控制器对蓄电池的温度补偿功能，避免了普通控制器在低温环境充 电不足以及高温环境过充损害蓄电池的情况。 11、本品防水，全金属外壳，防护等级IP67，可适用于各种恶劣环境下。 四、安装与使用 控制器安装要牢靠，选用与电流相匹配的电缆，应尽量减少连接线长度，以减少电损耗。 安装步骤如下： 1、连接蓄电池，注意正负极，不要接反，如果连接正确，则控制器红灯显 示闪烁状态。 2、连接太阳能板，注意正负极，不要接反。 3、连接负载，注意正负极，接反容易导致太阳能路灯的损坏。 以上安装步骤为常规安装步骤，由于本产品耐压值高，安装过程中，光伏组件、蓄电池、负载接线顺序不再要求孰先孰后。 五、使用说明
如何看懂太阳能控制器参数。 当今人民的生活水平上了一个新台阶，加上国家大力提倡新能源，太阳能作为新能源的一种，也逐渐为人们所接受。那在选择太阳能控制器时如何看懂它的相关参数呢。下面以我司的一份说明书说起。 额定充电电流：当太阳能电池板给蓄电池充电时标准充电电流，实际充电电流允许
比标准充电电流稍大，但不能大太多。 额定负载电流：当负载工作时，负载回路的推荐标准电流，最好不要超过此值，以免烧坏控制器 系统电压：也就是说该太阳能控制器推荐的标准正常工作的电压，指你蓄电池和太阳能电池板的标准电压，二者的标准电压需一致。当然实际工作电压只要在一定范围内也是会正常工作的。“□12V；□24V/12V AUTO；”是什么意思呢？“□12V”，是指12V的系统；“□24V/12V AUTO”是指12V和24V自动识别的通用控制器。 过载、短路保护：“1.25倍额定电流60秒”是指当负载电流超过标准的1.25倍60秒后，会进行短路保护；“1.5倍额定电流5秒时过载保护动作”是指当负载电流超过标准的1.5倍5秒后会进行短路保护；“≥3倍额定电流短路保护动作”是指当负载电流超过标准的3倍后，立即进行短路保护。 空载损耗：是指当负载关闭或无负载时太阳能控制器本身损耗的电流。 充电回路压降：电池板给蓄电池充电时，太阳能电池板端口的电压与蓄电池端口的电压的差值 放电回路压降：当负载工作时，蓄电池端口电压与负载输出端口电压的差值 超压保护：当太阳能电池板或蓄电池上的电压超过该值时，太阳能控制器停止工作 工作温度：工业级，是指遵守工业上用的设备的一个工作温度。 提升充电电压：当蓄电池出现过度放电时，太阳能控制器会首先以提升充电的方式给蓄电池充电，此时充电电压即为该值，该充电方式会保持10分钟后进入下一充电方式（直充充电方式）。“14.6V；×2/24V；”是指当太阳能控制器工作在12V 系统时，充电电压是14.6V；当24V时，即×2 直充充电电压：太阳能电池板给蓄电池充电时，首先以该充电方式充电（如蓄电池出现过放，首先是提升充电），此时充电电压即为该值，也会保持10分钟后进入下一充电方式（浮充充电方式）
公司简介 作为一家德国独资企业，伏科集团是非并网电力系统太阳能产品部件全球最大供应商之一，从事设计、开发及制造各类型适合全球太阳能市场产品。 伏科致力于促进非并网电力系统的有效应用，提供高质量，高可靠性以及低成本的能源存储技术及系统部件。 伏科集团的分支机构遍布世界6大洲，其中包括3个生产基地和14个办事机构，建立了遍布全球范围的销售网络。 发展历史 伏科集团的历史可以追溯到20世纪80年代中期。德国乌尔姆市应用科技大学的工程师们研究开发了太阳能充电控制器新技术，从而大大增强了非并网电力系统的整体效率。 从1991年开始，这种高端技术应用于太阳能充电控制器系列产品中。 2000年底，在德国乌尔姆应用科技大学和德国乌尔姆市及斯图加特市太阳能源及氢能源研究中心工程师们的努力下，成立了伏科集团。自此，伏科集团集非并网电力系统太阳能产品部件研发、生产、销售于一身，快速发展壮大起来。 技术背景 伏科产品的研发重点在于解决独立供电系统的能量储存问题。目标是通过优化能量的生产、存储和消耗实现系统高效率、高可靠性和低成本。 伏科集团拥有经验丰富的工程师和高素质的合作团队，并且与德国乌尔姆应用科技大学等研究机构有多年的技术交流与合作。因此，伏科产品始终代表了先进的技术水平。 产品介绍 伏科为可再生能源非并网电力系统生产各种尖端科技部件。提供优质产品的同时，也为客户提供必要的技术保障和支持。 伏科产品分为6大类：系统管理器, 充放电控制器, 直流节能灯, 系统附件, 直流应用产品以及发电设备. 选择适合您的伏科产品,请参见应用案例. 技术品质 伏科致力于开发和生产严格符合高品质，高创新和高技术要求的产品。我们优秀的研发队伍为达到这个目标，不断提高创新新技术，极大地提高了电池寿命，改善了太阳能系统的应用效率。 可靠性及成本 可靠性及成本是太阳能系统的关键考虑因素。高科技含量先进技术的应用使伏科充电控制器等产品提高了蓄电池的可靠性，改善了系统的整体效率，并降低了能源储存的成本。 非并网系统中的特殊应用 伏科为可再生能源非并网电力系统提供各种尖端科技部件。太阳能充电控制器、系统管理器、燃料电池及太阳能混合系统、微型水利发电机、直流灯及冰箱等产品可以广泛应用于非并网系统中，如工业电源、通讯、交通指挥、照明及游艇航行等休闲娱乐。 灵活性
JA系列太阳能电源控制器使用说明书 一：产品主要特点 1.使用了工业级MCU和专用软件，实现了智能控制。能在寒冷，高温，潮湿 环境运行自如。 2.利用放电率特性修正的准确放电控制，放电终了电压是由放电率修正的控 制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性， 即不同的放电率具有不同的终了电压。 3.具有过充，过放，电子短路，过载保护，独特的防反接保护等全自动控制； 产品所有的保护功能均不损坏任何器件，不烧保险丝。 4.采用了串联式PWM充电电路，使充电回路的电压损失较小，比传统的二极 管式充电电路降低近一半的压降，充电效率较非PWM高5%以上，增加了用 电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有 更长的使用寿命；同时具有高精度的温度补偿。 5.直观的LED发光指示充电和电量状态，让用户了解使用状况。 6.采用Flash存储器记录各工作点，使设置数字化，精度和可靠性更高。 7.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直 观。 8.系统电压自动识别。 二：系统说明 本控制器专为太阳能直流供电系统，太阳能直流路灯系统设计，并使用了专用电脑芯片智能化控制。采用一键式轻触开关，完成所有操作及设置。 具有短路，过载，独特的防反接保护，充满，过放自动关断，恢复等全功能保护措施，详细的充电指示，蓄电池状态，负载及各种故障指示。本控制住通过电脑芯片对蓄电池的端电压，放电电流，环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样， 通过专用控制模型计算，实现符合蓄电池特性的放电率，温度补偿修正的高效高准确率控制，并采用了高效PWM充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态极大的延长蓄电池的使用寿命。具有多种工作模式，满足各种需要。并具有模式选择掉电保护功能。 三：控制器面板及外形尺寸 四：安装及使用 1.控制器的固定要牢靠，安装孔如图： 外形尺寸： 124 X 92 X 28（mm） 安装孔尺寸： 117 X 68 (mm) 2.导线的准备：建议使用多股铜芯绝缘导线。在保证安装位置的情况下，尽可 能减少连线的长度，减少损耗。按照不大于4A/mm2的电流密度选择铜导线面积，将控制器一侧的接线头剥去5mm的绝缘。 3.太阳能电池板、蓄电池及负载连接到控制器时不分先后，可按任意顺序连接， 但注意正负极不能接反，如若连接正确，控制器上的power指示灯就会亮起。 五：使用说明 充电指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯为常亮,表示系统充电电路正常；充电过程使用了PWM方式，如果发生过放动作，充电要达到提升充电电压，并保持60分钟，而后降到直充电压，保持60分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压，保持浮充充电。如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防蓄电池失水。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。当电池板对蓄电 开始充电数码管显示为流水作业。当停止充电或充满后，数码管停止充电指示，显示电量。 蓄电池状态指示：蓄电池电压由数码管显示（1-25%，2-50%，3-75%，4-100%）；当电池电压降到过放/过压时故障指示灯常亮，此时控制器自动关闭输出。当电池电压恢复到正常工作范围时，将自动打开输出，故障指示灯灭。 负载指示：当负载开通/关断时，负载指示灯常亮/长灭。故障指示灯亮，负载关断，对应数码管显示对照表查看何种原因；如果负载电流超过控制器1.25倍额定电流60S时，或负载电流超过额定电流1.5倍5S时，故障指示灯为红色慢闪，表示过载，控制器将关闭输出。当负载或负载侧出现短路故障时，控制器立即关闭输出，故障指示灯慢闪。出现上述现象时，用户应当仔细检查负载连接情况。断开有故障的负载后，按一次按键，控制器自动恢复正常工作，或等到第二天可以正常工作。控制器默认第一次上电打开负载，用户可以自行按键开关负载，负载指示灯亮，负载输出；负载指示灯灭，负载关断。对应故障显示见下表。 注意：故障查看时请断开太阳能电池板！ 六：技术指标 型号JA1205 JA1210 JA2405 JA2410 额定充电电流 5 10 5 10 额定负载电流 5 10 5 10 系统电压12 24 过载保护额定电流的1.25倍60秒保护，额定电流的1.5倍5秒保护 短路保护大于或等于额定电流的3倍进行短路保护动作 空载损耗≤6mA 充电回路压降≤0.26V 放电回路压降≤0.15V 过压保护16.5V/33V 过压恢复15V/30V 工作温度工业级：-35℃至+55℃ 提升充电电压14.6V/29.2V（维持时间：1H） 直充充电电压14.4V/28.8V（维持时间：1H） 浮充13.8V/27.6V 温度补偿-5mV/℃/2V(提升、直充、浮充电压补偿) 欠压电压12V/24V 过放电压11.1V/22.2V 过放恢复电压12.6V/25.2V 充电方式PWM脉宽调制 产品重量0.22kg 七：常见故障现象及处理方法 现象解决方法 有阳光照射到电池组件但充电 指示灯不亮 检测光电池两端接线是否正确、可靠 充电指示灯快闪蓄电池开路，或充电电路损坏 电源指示灯亮且故障指示灯不 亮，无输出 检测用电器连接是否正确、可靠 故障指示灯快闪且无输出输出有短路或过载，检测输出线路，移除所 有负载后，按一次按键恢复正常输出 电源指示灯不亮且故障指示灯 常亮，无输出 蓄电池过放，充足电后自动恢复 注：本公司保留变更的权利，恕不令行通知！ 感谢您的使用，使用前，请仔细阅读产品说明书。 数码管显示对照表 25%电量1过放 50%电量2过压U 75%电量3短路E 100%电量4过载C
引言 铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到了广泛的使用。但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。 研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的。由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。 1蓄电池充电理论基础 上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线，从而奠定了快速充电方法的研究方向[1，2]。 图1最佳充电曲线 由图1可以看出：初始充电电流很大，但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中，内部产生氧气和氢气，当氧气不能被及时吸收时，便堆积在正极板（正极板产生氧气），使电池内部压力加大，电池温度上升，同时缩小了正极板的面积，表现为内阻上升，出现所谓的极化现象。 蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下：
很显然，充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程，为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电，必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是，实践表明，蓄电池充电时，外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料，溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中，这种电动势超过热力学平衡值的现象，就是极化现象。 一般来说，产生极化现象有3个方面的原因。 1）欧姆极化充电过程中，正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力，称为欧姆内阻。为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大，欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。 2）浓度极化电流流过蓄电池时，为维持正常的反应，最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充，生成物能及时离去。实际上，生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度，从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说，从电极表面到中部溶液，电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。 3）电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度，落后于电极上电子运动的速度造成的。例如：电池的负极放电前，电极表面带有负电荷，其附近溶液带有正电荷，两者处于平衡状态。放电时，立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少，而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me－e→Me＋，不能及时补充电极表面电子的减少，电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极，金属离子Me＋转入溶液，加速Me－e→Me＋反应进行。总有一个时刻，达到新的动态平衡。但与放电前相比，电极表面所带负电荷数目减少了，与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高，从而严重阻碍了正常的充电电流。同理，电池正极放电时，电极表面所带正电荷数目减少，电极电势变负。 这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。 2充电方法的研究 常规充电法
常规充电法 1.恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联的电阻，保持充电电流强度不变的充电方法。其控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，所以到充电后期，充电电流多用于电解水产生气体，使出气过多。 2. 阶段充电法 1)阶段法。首先以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。 2)三阶段充电法。在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，仍受到一定的限制。 3.恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成报废。 快速充电法 1.脉冲式充电法
脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间后再充，如此循环充电脉；中使蓄电池充满电量，间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉；中使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池对充电电流的接受率。 2.变电流间歇充电法 变电流间歇充电法为一种限压变电流间歇充电方法。充电前期的各段采用变电流间歇充电，使蓄电池获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段，获得过充电量。通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加川页利地进行并使蓄电池可以吸收更多的电量。 3. 变电压间歇充电法 与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段采用的不是间歇恒流，而是间歇恒压。在每个恒电压充电阶段，充电电流自然按照指数规律下降，具有符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。 4.变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法 脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定，PWM占空比可调，在此基础上加入间歇停充阶段，能够在较短的时间内充进更多的电量，提高蓄电池的充电接受能力。
太阳能发电与市电互补型充放电控制器 --------- EPRC-G 系列 使用手册 亲爱的用户： 非常感谢您选用本公司产品！ 此产品手册提供一些包括安装、使用、编程及故障排除等在内的重要信息和建议。在使用本产品前，请仔细阅读本手册。 特别注意手册中有关安全的使用建议。
目录 一、产品特点 (1) 二、主要功能 (1) 三、使用建议 (1) 四、安装和接线 (2) 五、产品外壳和安装尺寸 (3) 六、操作说明 (7) 七、工作指示灯指示说明 (8) 八、技术参数表 (9) 九、产品原理图 (11)
一、产品特点： ●太阳能发电与市电互补为负载供电，在太阳能发电不足时自动转 为市电为负载供电，具有极高的供电保障率。 ●ＰＷＭ串联充电方式，具有相当高的充电效率。 ●全面的电子保护措施，过载、短路保护、防反接等电子保护。 ●具有温度补偿功能。 二、主要功能： ●控制器主要用来保护蓄电池，避免源自太阳能组件能量的过度充 电及负载运行造成的过度放电。 ●充电特性包括几个阶段，控制器可以根据环境温度自动调节充电 电压（自动温度补偿）。 ●在太阳能发电不足（即蓄电池电压到达过放点电压）时自动切换 到由市电供电。 ●可以通过按键数码管配合调整光控开启负载输出以及延时关闭输 出。还可以设置光控延时输出的延时时间。 ●本产品拥有一系列的显示和保护功能。 三、使用建议： ●本控制器主机在运行期间本身会发热，必须安装在有适当的通风 散热的环境中。避免安装在狭小的隔热的空间内。 ●本控制器本身不需要任何维护，如需清洁请使用干布擦拭。 ●蓄电池需要经常性的充满（至少一个月一次），才能有效的保证使 用寿命，否则蓄电池很容易永久损坏。 ●在系统运行期间，只有充入的能量大于放出的能量，蓄电池才会 被充满，在计算系统配置时请注意这一点，特别是在另外增加负 载时。 四、安装和接线： 安装注意事项 控制器可以检测周围环境的温度，以调节充电电压，因此控制器必须和蓄电池安装在同一温度环境内。 控制器运行期间自身温度要升高，所以要将其安装在不易燃的表面上。
蓄电池特点 （1）使用寿命长 高强度紧装配工艺，提高电池装配紧度，防止活物质脱落，提高电池使用寿命。 低酸比重电液，提高电池充电接受能力，增强电池深放电循环能力。 增多酸量设计，确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。 因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃) （2）高倍率放电性能优良 高强度紧装配工艺，电池内阻极小，大电流放电特性优良，比一般电池提高20[%]以上。 （3）自放电低 高纯度原料和特殊造工艺，自放电很小，室温储存半年以上也可无需补电。 （4）维护简单 特殊氧气吸收循环设计，克服了电池在充电过程中电解失水的现象，在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化，因此电池在使用过程中完全无需补水，维护简单。 （5）安全性高 电池内部装有特制安全阀，能有效隔离外部火花，不会引起电池内部发生爆炸。 （6）安装简捷 电池立式、侧卧、叠层安装均可，安装时占地面积小，灵活方便。 （7）洁净环保 电池使用时不会产生酸雾，对周围环境和配套设计无腐蚀，可直接将电池安装在办公室或配套设备房内，无需作防腐处理。 蓄电池的充放电特性 蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用，大约要延误数月的时间。以PA-NASONIC蓄电池为例，在30℃的环境温度下贮藏8个月，蓄
电池的残存容量仅为出厂时的一半，因此对于新购买的与配套的蓄电池，一般要进行一次较长时间的充电，这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电，蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。 1.充电电压 由于UPS蓄电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长蓄电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，蓄电池充满后即转为浮充状态。 对于端电压为12V的蓄电池，正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。 浮充电压过低，蓄电池充不满，浮充电压过高，会造成过电压充电。当浮充电压超过14V时，即认为是过电压充电。严禁对蓄电池组过电压充电，因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而逸出，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短，甚至损坏。 2.充电电流 蓄电池充电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关。举例来讲，如果是100Ah的蓄电池:C为100A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。 理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后，改为较小的电流，至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C，当充电电流超过0.3C时可认为是过电流充电。避免用快速充电器充电，否则会使蓄电池处于“瞬时过电流充电”和“瞬时过电压充电”状态，造成蓄电池可供使用电量下降甚至损坏蓄电池。过电流充电会导致蓄电池极板弯曲，活性物质脱落，造成蓄电池供电容量下降，严重时会损坏蓄电池。 3.充电方式 铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅，若不及时转化掉，会使蓄电池处于充电不足状态，从而降低蓄电池放电容量和缩短蓄电池使用寿命。因此，必须使蓄电池组处于充足电状态。对不同情况，可分浮充和均充。 (1)浮充充电。在线式蓄电池组是长期并联在充电器和负载线路上，作为 后备电源的工作方式。一般情况下，都采用浮充充电，单体蓄电池电压控
太阳能充电控制器报告 内容摘要本小组设计了一种基于单片机的太阳能控制器，系统使用低功耗、高性能的AT89S51单片机作为控制电路的核心器件。此系统由太阳能电池模块，蓄电池，MC34063升压电路，充放电电路，电压采集电路，单片机控制电路和继电器驱动电路组成。提高部分设计使用PWM（脉宽调制）控制技术来控制蓄电池充放电，通过控制MOSFET 管开启和关闭达到控制电池充放电的目的。实验结果表明，该系统可以监视太阳能充电板和蓄电池电池状态，实现控制蓄电池最优充放电，达到延长蓄电池的使用寿命。 目录 一、方案的论证与选择 (2) 1.1 升压电路的方案选择 (2) 1.2 控制电路的方案选择 (2) 1.3 充电方式方案的选择 (2) 二、系统原理及框图 (3) 三、单元电路的设计与参数计算 (2) 3.1 直流稳压输出电路 (2) 3.2 A/D采样及转换电路 (2) 3.3 继电器控制电路 (2) 3.4 升压电路 (2) 3.5 蓄电池充放电电路 (2) 3.6 单片机供电电源 (2) 3.7 单片机及外围引脚 (2) 四、软件设计流程 (3) 五、测试方法和结果 (2) 六、测试结果分析 (2) 七、总结 (2) 八、参考文献 (2) 附录 (2)
关键词 AT89S51;控制器；继电器；MC34063;PWM 一、方案的论证与选择 1.1 升压电路的方案选择 方案1：采用555倍增电路，该电路电压输出为输入电压倍数，不易满足线性电压输入变化时输出一个恒定充电电压的题目要求。 方案2：采用MC34063经典升压电路，该电路可靠性强稳定，芯片价格便宜，当输入电压变化时（小于12V）升压后的充电电压稳定在13.5V左右，满足蓄电池充电要求。 1.2 控制电路的方案选择 方案1：采用tlp-521光耦控制，存在光耦敏感度不强，使用不稳定的情况。 方案2：采用单片机连接C9018型npn三极管放大电路连接HUIKE-HK19F-DC5V-SHG继电器控制电路选择；工作状态较稳定。1.3 充电方式方案的选择 方案1：恒压方式充电，最容易实现。
伏科太阳能充放电控制器
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公司简介 作为一家德国独资企业，伏科集团是非并网电力系统太阳能产品部件全球最大供应商之一,从事设计、开发及制造各类型适合全球太阳能市场产品。 伏科致力于促进非并网电力系统的有效应用，提供高质量,高可靠性以及低成本的能源存储技术及系统部件。 伏科集团的分支机构遍布世界6大洲,其中包括3个生产基地和1４个办事机构,建立了遍布全球范围的销售网络。发展历史 伏科集团的历史可以追溯到20世纪80年代中期。德国乌尔姆市应用科技大学的工程师们研究开发了太阳能充电控制器新技术,从而大大增强了非并网电力系统的整体效率。 从199１年开始,这种高端技术应用于太阳能充电控制器系列产品中。 20０0年底，在德国乌尔姆应用科技大学和德国乌尔姆市及斯图加特市太阳能源及氢能源研究中心工程师们的努力下,成立了伏科集团。自此,伏科集团集非并网电力系统太阳能产品部件研发、生产、销售于一身,快速发展壮大起来。 技术背景 伏科产品的研发重点在于解决独立供电系统的能量储存问题。目标是通过优化能量的生产、存储和消耗实现系统高效率、高可靠性和低成本。 伏科集团拥有经验丰富的工程师和高素质的合作团队,并且与德国乌尔姆应用科技大学等研究机构有多年的技术交流与合作。因此,伏科产品始终代表了先进的技术水平。 产品介绍 伏科为可再生能源非并网电力系统生产各种尖端科技部件。提供优质产品的同时，也为客户提供必要的技术保障和支持。 伏科产品分为6大类：系统管理器，充放电控制器,直流节能灯,系统附件, 直流应用产品以及发电设备. 选择适合您的伏科产品，请参见应用案例． 技术品质 伏科致力于开发和生产严格符合高品质，高创新和高技术要求的产品。我们优秀的研发队伍为达到这个目标,不断提高创新新技术,极大地提高了电池寿命，改善了太阳能系统的应用效率。 可靠性及成本 可靠性及成本是太阳能系统的关键考虑因素。高科技含量先进技术的应用使伏科充电控制器等产品提高了蓄电池的可靠性,改善了系统的整体效率,并降低了能源储存的成本。 非并网系统中的特殊应用 伏科为可再生能源非并网电力系统提供各种尖端科技部件。太阳能充电控制器、系统管理器、燃料电池及太阳能混合系统、微型水利发电机、直流灯及冰箱等产品可以广泛应用于非并网系统中,如工业电源、通讯、交通指挥、照明及游艇航行等休闲娱乐。 灵活性 高度的灵活性使我们能满足客户的特殊需要,可以为大型农村偏远地区供电工程提供专业的工业系统方案和低成本离网型系统解决方案。
电池的充放电方法及注意事项 由于阀控铅酸蓄电池具有电压稳定、无污染等优点，被广泛应用于通信、电力等领域。因充放电控制不合理而造成的电池寿命终止不在少数。为了延长阀控铅酸蓄电池的使用寿命，对阀控铅酸蓄电池充放电控制的技术要求。 一、浮充电使用 在电力电源系统中，为确保直流电源不间断，一般都采用高频开关整流器（充电器）与蓄电池组并联的浮充电使用方式。在浮充状态下，充电电流主要用于电池因自放电而损失的容量，但是浮充状态下充电电流又是与电池的浮充电压密切相关的。因而为了使阀控铅酸蓄电池有较长的浮充使用寿命，在电池使用过程中，要充分结合电池制造的原材料及结构特点和环境温度等各方面的情况，制定电池合理的使用条件，尤其是浮充电压的设定。例如：在环境温度为25℃时，标准型阀控铅酸蓄电池的浮充电压应设置在2.25V，允许变化范围为2.23~2.28V。浮充电压设置过低，电池长期处于欠充电状态，不仅会在电池极板内部形成不可逆的硫酸盐化，而且还会在活性物质和板栅之间形成高电阻阻挡层，使电池的内阻增加、容量下降，最终使其寿命提前终止；浮充电压设置过高，电池长期处于过充电状态，会使电池充电电流增大，不仅会使安全阀频繁开启导致失水增加，容量衰减；而且还会使电池内产生的热量来不及散掉，温度升高，形成恶性循环，造成热失控，另外还会使板栅腐蚀加速，浮充使用寿命提前终止。 当然为了使电池既不欠充电，也不过充电，还需要根据环境温度的变化来调整浮充电压，通常的调节系数为±3mV/℃。但决不是说有了浮充电压的调节系数，电池就可以在任意环境温度下使用。要知道，温度低时，由于浮充电压增大，同样会引起浮充电流增大，板栅腐蚀加速，寿命提前终止等一系列的问题；而温度高时，浮充电压减小，也会形成电池欠充电的一系列问题。由此可知，阀控铅酸蓄电池安装使用时，最好安装在装有空调的、通风条件良好的房间内，同时还要远离开关整流器等热源。 另外，在电力电压系统中，有一些高频开关整流器不进行均衡充电的设置。这样，如果电池的浮充电压设置正常或偏低，事故放电后来不及补电会形成不可逆硫酸盐化；如果电池的浮充电压设置偏高，电池正常浮充使用时会有过充电的问题，同样影响电池的使用寿命。