本规划的立异之处在于:
其一,选用简略有用的电路完成步进充电方法,即在足够的太阳光下,一个蓄电池充电电流大于另一个蓄电池的充电电流,以完成先对一个蓄电池充电,充溢电荷后主动地再对下一个蓄电池进行充电,这相当于两个蓄电池轮番地被充电,这不只充分利用了单位面积的太阳能,也大大添加了蓄电池的使用寿命,这样在平等负荷的情况下,可下降对太阳能电池板功率的要求,然后下降了工程的造价;
其二,规划出一种太阳能与市电供电主动切换体系,以补偿数日连绵阴雨太阳能供不上电的缺点,做到不间断式的居家供电意图。
一、规划原理及电路剖析
电路由步进充电电路、太阳能供电与市电供电主动切换电路和路灯操控与照明电路三大部分组成,如下图所示。该电路结构简略、内在丰厚,电路作业安稳牢靠。
1.步进充电
电路如下图所示,太阳能电池板的输出引线从CK插座接入,依据I=(U-E1.2)/R1.2,其间I为各支路充电电流,U为太阳能电池板带载输出的端电压,E1,E2分别为蓄电池El、E2上的电压,在两个蓄电池原始电压相同的情况下,蓄电池El的充电电流I1是蓄电池E2的充电电流I2的10倍;明显,El蓄电池的充电电压的初始速度比蓄电池E2充电电压的初始速度大得多,相当于太阳能电池板先对蓄电池El进行充电,跟着充电进程的不断发生,蓄电池El上的电压也在不断地添加,使得蓄电池El上的电压逐步趋于饱满,一起蓄电池E1的充电电流I1在逐步地削减,当蓄电池El上的电压充到接近于额定值时,蓄电池El的充电电流I1也就趋近于零,此刻可以为蓄电池El的充电进程根本完毕。
当太阳能电池板对蓄电池El充电的一起也对蓄电池E2充电,只不过蓄电池E2电压上升的速度比蓄电池El电压上升的速度要慢得多,当蓄电池El充电进程根本完毕后,相当于充电负载减轻,依据(U=E-I×r),U为太阳能电池板带载输出的端电压,E为太阳能电池板所供给的电压源电压,I为回路充电的总电流,r为太阳能电池板的内阻,此刻太阳能电池板带载输出的端电压U会上升,然后加快了太阳能电池板对E2的充电速度,即加快了蓄电池E2上的电荷的累积速度,当历经r若干时刻后,蓄电池E2上的电压也充到接近于额定值时,蓄电池E2的充电电流I2也趋近于零;同理,此刻也可以为蓄电池E2的充电进程根本完毕。当两个蓄电池充电进程根本完毕后,此刻若仍有太阳光存在,尽管说充电电流都趋近于零,当仍有细小的充电电流在活动,充电进程仍在连续,只不过此刻蓄电池上电荷累积的速度变得反常缓慢,其意图不只不浪费资源,并且有利于延伸蓄电池的使用寿命。
D1、D2是阻隔二极管,其作用是阻挠两个蓄电池相互充电,构成不必要的内讧、进步供电体系的功率。
太阳能充电电路的等效图如下图所示,依据基尔霍夫定律,得出下列充电回路的电压与电流方程如下式:
I=I1+I2 (1)
I1=(E-E1-VD1-Ir)/(R1+r1) (2)
I2=(E-E2-VD2-Ir)/(R2+r2) (2)
其间I、I1、I2分别为太阳能电池板E充电回路的总电流、蓄电池El回路充电电流、蓄电池E2回路的充电电流,r、R1、r2分别为太阳能电池板、蓄电池El、蓄电池E2的内阻,蓄电池的内阻跟着电压的升高而削减,R1、R2为充电回路的限流电阻,VD1、VD2为二极管D1、D2的正向压降,设为0.7V,太阳能的峰值电压取15.1V,不管是El仍是E2,经理论核算与实践验证得悉,只需当蓄电池上的电压充到约13.8V时,该充电回路的电流急剧削减,且趋近于零;若El=13.8V,r=6Ω,r2取2Ω,则从上述方程可知:
经核算后得悉,当E1充溢电荷后,E2才充到8.6V,跟着E2电压的逐步升高,充电电流I2在削减,一起又有弱小的Il充电电流在活动,这有利于延伸蓄电池的使用寿命。但不管El、E2充电电压怎么的升高,依据式(2)、(3)式知,El、E2的电压峰值都操控在14.4V内。其理由缘至二极管D1、D2具有单向导电性。
则Il=(E-El-VD1-Ir)≥0,12=(E-E2-VD2-Ir)≥0因而,El,E2≤15.1-0.7-I.r=14.4-I.r=14.4(V)因为14.4V为12V蓄电池极限所接受的电压值,故有效地维护了蓄电池。