一种用于水库水位监测的光伏发电系统的制作方法

本实用新型适用于户外太阳能供电方式的应用。尤其涉及一种用于水库水位监测的光伏发电系统；特别适用于偏远郊区或是完全没有市电供应的地方，为设备或装置供电。

背景技术：

我国太阳能供电技术发展迅速，太阳能发电系统更是得到广泛应用；公司前几年就使用太阳能供电电源，这种太阳能供电电源实现的方案是采用太阳能板通过太能板控制器对铅酸蓄电池进行充电，这种设备主要存在一下几个缺陷：

1、需要大电流供电的自动化装置铅酸蓄电池体积庞大笨重，偏远地方设备安装携带极为不便；

2、铅酸蓄电池充放电具有记忆性，使用寿命短；

3、太阳能控制器需要外购，成本高不利于设备集成，造成设备整体体积较大；

锂电池目前已经得到较为广泛的应用，特别是我们使用的手机、PDA 都采用锂电池供电；太阳能锂电池供电电源，锂电池相对铅酸蓄电池充放电要求更加严格，需要实现锂电池比较完整的保护(特别是过充过放及短路可能造成锂电池损坏)，才能保证锂电池供电电源长期稳定的运行；目前太阳能锂电池供电电源技术，已经在公司的无线数传水位监测装置得到应用，可进行河道水位监测、水库水位监测、水池水位无线监测。太阳能锂电池供电电源技术主要由以下几个优点：

1、体积小、重量轻可集成到一个较小一个装置外壳中，实现产品整体化集成；

2、工程安装和携带运输方便；

3、锂电池使用寿命长，瞬间放电电流大，没有记忆效应。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种。实现设备的体积小型化，寿命长且能量高，能为设备提供长时间供电需求。

本实用新型是这样实现的：一种用于水库水位监测的光伏发电系统，包括太阳能电池板组件、输入保护电路、锂电池充放电管理电路、锂电池、电源转换电路以及负载；所述的太阳能电池板组件连接到输入保护电路；所述的输入保护电路连接到锂电池充放电管理电路；所述的锂电池充放电管理电路连接锂电池；所述的锂电池连接到电源转换电路；所述的电源转换电路连接到所述的负载上。

进一步的，所述输入保护电路包括保护控制芯片、输入欠压保护电路、输入过压保护电路、电池反向保护电路；所述的输入欠压保护电路、输入过压保护电路、电池反向保护电路均与所述保护控制芯片连接；所述太阳能电池板组件与所述保护控制芯片连接；所述的输入欠压保护电路、输入过压保护电路、电池反向保护电路能由外部控制输出与关断。

进一步的，所述保护控制芯片为LTC4365系列保护控制芯片。

进一步的，所述的锂电池充放电管理电路：包括电池反接停机保护电路、芯片欠压保护电路、LED充电指示灯、电池过流保护电路、电池过充保护电路、电池过放保护电路、电池短路保护电路以及电池充电管理芯片；所述的电池反接停机保护电路、芯片欠压保护电路、LED充电指示灯、电池过流保护电路、电池过充保护电路、电池过放保护电路、电池短路保护电路均由所述电池充电管理芯片控制。

进一步的，所述电池充电管理芯片控制为TP5000系列电池充电管理芯片控制。

进一步的，所述系统还包括锂电池保护电路，所述锂电池保护电路是锂电池内部自带的集成保护电路。

进一步的，所述锂电池采用聚合物18650锂电池。

进一步的，所述太阳能电池板组件采用单晶硅太阳能电池板。

本实用新型的优点在于：一、采用前端输入保护，太阳能电池板输入到锂电池充放电管理电路进行保护保证输入的安全性(防止工程人员太阳能板输入接线接反同时太阳能电池板输出不是一个标准源，它会随着光照强度而变化，电压电流偏差会比较大)；

二、使用专用锂电池充电芯片，进行锂电池充放电管理，提高锂电池使用寿命；

三、供电电源瞬间输出能量高、锂电池寿命长，实现设备轻量化、小型化等特点。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型整体结构框图。

图2是本实用新型输入保护电路的结构示意图。

图3是本实用新型锂电池充放电管理电路的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，一种用于水库水位监测的光伏发电系统，包括太阳能电池板组件1、输入保护电路2、锂电池充放电管理电路3、锂电池保护电路4、锂电池5、电源转换电路6以及负载7；所述的太阳能电池板组件1连接到输入保护电路2；所述的输入保护电路2连接到锂电池充放电管理电路3；所述的锂电池充放电管理电路3连接锂电池5；所述的锂电池5连接到电源转换电路6；所述的电源转换电路6连接到所述的负载7上。所述锂电池保护电路4是锂电池5内部自带的集成保护电路。其中太阳能电池板组件1属于外接的设备。

所述输入保护电路2包括保护控制芯片21、输入欠压保护电路22、输入过压保护电路23、电池反向保护电路24；所述的输入欠压保护电路22、输入过压保护电路23、电池反向保护电路24均与所述保护控制芯片21连接；所述太阳能电池板组件1与所述保护控制芯片21连接；所述的输入欠压保护电路22、输入过压保护电路23、电池反向保护电路24能由外部控制输出与关断。所述的输入欠压保护电路22的保护值及输入过压保护电路23的保护值可通过改变保护控制芯片21管脚上分压电阻参数来实现，所述的保护控制芯片 21通过控制一对外部的MOS管栅极电压来实现输入的过高、过低及反接的保护功能。

所述保护控制芯片21为LTC4365系列保护控制芯片。

所述的锂电池充放电管理电路3：包括电池反接停机保护电路31、芯片欠压保护电路32、LED充电指示灯33、电池过流保护电路34、电池过充保护电路35、电池过放保护电路36、电池短路保护电路37以及电池充电管理芯片 38；所述的电池反接停机保护电路31、芯片欠压保护电路32、LED充电指示灯33、电池过流保护电路34、电池过充保护电路35、电池过放保护电路36、电池短路保护电路37均由所述电池充电管理芯片38控制。所述的LED充电指示灯33可以判断电池是处于关断模式、预充模式、恒压恒流充电模式，还是充电结束模式。

所述电池充电管理芯片控制38为TP5000系列电池充电管理芯片控制。所述锂电池5采用聚合物18650锂电池，具有能量高、寿命长、轻量化、小型化等特征。所述太阳能电池板组件1采用单晶硅太阳能电池板，具有转换效率高、使用寿命长等特征。

另外，所述的锂电池保护电路，是锂电池内部自带的集成保护电路，具有锂电池放电过流保护、锂电池过充保护、锂电池过放保护。

本实用新型的工作原理是：

以水位监测装置为例来阐述应用原理：太阳能电池板组件电源输入，经过过压欠压保护电路(欠压值2.8V，过压值7.8V)；再经过锂电池充放电管理电路，恒流充电电流值设置为2A，当LED充电指示灯处于红灯灭绿灯灭状态时说明处于关断模式，当LED充电指示灯处于红灯亮绿灯灭时处于恒流或恒压充电模式，当LED充电指示灯处于红灯灭绿灯亮时说明处于充电结束模式；通过控制电池的过流、过充、过放及短路保护电路来实现锂电池的充放电保护，过充保护值为4.28V，当锂电池电压超过4.28V时关断充电过程；过放值为2.3V，当锂电池电压低于2.3V时关断放电过程；过流保护值为5A，当负载电流大于5A时锂电池关断输出；本实用新型电路具有短路保护恢复功能，当断开外部短路电路时保护条件解除，锂电池正常输出；锂电池电压输出后经过电源转换电路，转换成负载需要的供电电压，给负载供电。

总之，本实用新型为保证电源长期可靠性，锂电池充放电管理上实现完整的防护，实现瞬间大电流大功率的电源供给；太阳能锂电池供电电源提高了设备的使用寿命使设备变得轻量化、小型化；同时也方便了工程人员对设备安装及设备维护。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。