太陽能光伏電源充放電控制器培訓(xùn)教材

1、太陽能光伏電源充放電控制器培訓(xùn)教材 1控制器的功能：（1）高壓（ HVD ）斷開和恢復(fù)功能：控制器應(yīng)具有輸入高壓斷開和恢復(fù)連接的功能。（2）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)時，控制器應(yīng)能自動發(fā) 出聲光告警信號。（3）低壓（LVD）斷開和恢復(fù)功能：這種功能可防止蓄 電池過放電。通過一種繼電器或電子開關(guān)連結(jié)負(fù)載，可在 某給定低壓點(diǎn)自動切斷負(fù)載。 當(dāng)電壓升到安全運(yùn)行范圍時， 負(fù)載將自動重新接入或要求手動重新接入。有時，采用低 壓報警代替自動切斷。（ 4）保護(hù)功能： 防止任何負(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)

2、。 防止負(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護(hù)。（5）溫度補(bǔ)償功能：當(dāng)蓄電池溫度低于2 5C時，蓄電通常鉛酸蓄池應(yīng)要求較高的充電電壓，以便完成充電過程。相反，高于該溫度蓄電池要求充電電壓較低。電池的溫度補(bǔ)賞系數(shù)為 5mv/oC/CELL2控制器的基本技術(shù)參數(shù)：(1)太陽電池輸入路數(shù)：112路( 2 ) 最大充電電流：( 3 ) 最大放電電流：( 4 ) 控制器最大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統(tǒng)額定電壓的5%( 6)輸入輸出開關(guān)器件：繼電器或 MOSFET 模塊( 7 )箱體結(jié)構(gòu)：臺式、壁掛式、柜式(8)

3、工作溫度范圍：15 C + 55 C( 9 )環(huán)境濕度： 903控制器的分類：光伏充電控制器基本上可分為五種類型：并聯(lián)型、 串聯(lián)型、脈寬調(diào)制型、智能型和最大功率跟蹤型。(1 并聯(lián)型控制器： 當(dāng)蓄電池充滿時， 利用電子部件把 光伏陣列的輸出分流到內(nèi)部并聯(lián)電阻器或功率模塊上去， 然后以熱的形式消耗掉。因?yàn)檫@種方式消耗熱能，所以一 般用于小型、低功率系統(tǒng)，例如電壓在12伏、20安以 內(nèi)的系統(tǒng)。這類控制器很可靠，沒有如繼電器之類的機(jī)械 部件。(2 串聯(lián)型控制器： 利用機(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統(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

4、電流在45安以上的串聯(lián)控制器。(3 脈寬調(diào)制型控制器：它以PW脈沖方式開關(guān)光伏陣列 的輸入。當(dāng)蓄電池趨向充滿時，脈沖的頻率和時間縮短。 按照美國桑地亞國家實(shí)驗(yàn)室的研究，這種充電過程形成較 完整的充電狀態(tài)，它能增加光伏系統(tǒng)中蓄電池的總循環(huán)壽 命。(4 智能型控制器：采用帶CPU勺單片機(jī)(如Intel公司的MCS5系列或Microchip公司PIC系列)對光伏電源系統(tǒng) 的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行高速實(shí)時采集，并按照一定的控制規(guī)律由 軟件程序?qū)温坊蚨嗦饭夥嚵羞M(jìn)行切離 / 接通控制。對 中、大型光伏電源系統(tǒng)，還可通過單片機(jī)的RS232接 口配合MODE調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。(5 最大功率跟蹤型控制器：將太

5、陽電池的電壓L和電流I檢測后相乘得到功率 P,然后判斷太陽電池此時的輸出 功率是否達(dá)到最大，若不在最大功率點(diǎn)運(yùn)行，則調(diào)整脈寬， 調(diào)制輸出占空比D改變充電電流，再次進(jìn)行實(shí)時采樣，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)行在最大功率點(diǎn)，以充分利用太陽電池方陣 的輸出能量。同時采用 PW調(diào)制方式，使充電電流成為脈沖 電流，以減少蓄電池的極化，提高充電效率。4.控制器的基本電路和工作原理:D1太陽 電池 方陣開關(guān)器件蓄電池工工D2負(fù) 載BXT2 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關(guān)器件T1是并聯(lián)在太陽電池方陣的輸出端， 當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”

6、時，開關(guān)器件T1導(dǎo)通，同時二極管D1截止，則太陽電池方陣 的輸出電流直接通過T1短路泄放，不再對蓄電池進(jìn)行充電， 從而保證蓄電池不會出現(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，D1才能導(dǎo)通，反之D1截止，從而保證夜 晚或陰雨天氣時不會出現(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)”作用。開關(guān)器件T2為蓄電池放電開關(guān)，當(dāng)負(fù)載電流大于額定電 流出現(xiàn)過載或負(fù)載短路時，T2關(guān)斷，起到“輸出過載保護(hù)”和“輸出短路保護(hù)”作用。同時，當(dāng)蓄電池電壓小于“過放 電壓”時，T2也關(guān)斷，進(jìn)行“過放電保護(hù)”。D2為“防反接二極管”，當(dāng)蓄電池極性

7、接反時，D2導(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絲BX燒斷，起到“防蓄電池反接保護(hù)”作用。檢測控制電路隨時對蓄電池電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓大于“充滿切離電壓”時使 T1導(dǎo)通進(jìn)行“過充電保護(hù)”；當(dāng)電壓 小于“過放電壓”時使 T2關(guān)斷進(jìn)行“過放電保護(hù)”。 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)構(gòu)相似，唯一區(qū)別在于開關(guān)器件 T1的接法不同，并聯(lián)型T1并聯(lián)在 太陽電池方陣輸出端，而串聯(lián)型 T1是串聯(lián)在充電回路中。當(dāng) 蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時，T1關(guān)斷，使太陽電池不再對蓄電池進(jìn)行充電，起到“過充電保護(hù)”作用。其它元件的作用和串聯(lián)型充放電控制器相同，不再贅述3.檢測控制電路的組成和工作原理: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運(yùn)算放大器組成。A1為過壓檢測控制電路，A1的同相輸入端由 W提供對