发明名称 太阳能电池及负载互动操控系统
摘要 一种太阳能电池及负载互动操控系统,为藉太阳能电池本身受光对蓄电装置之充电电流输出状态操控蓄电装置对负载之运作状态,而于太阳能电池呈受光输出蓄电装置接受充电时切断负载;及于太阳能电池不受光或因蓄电装置蓄电饱和至设定值而不对蓄电装置充电或充电电流少于设定值时,蓄电装置呈输出而不充电功能为特征。
申请公布号 TW517427 申请公布日期 2003.01.11
申请号 TW090106572 申请日期 2001.03.21
申请人 杨泰和 发明人 杨泰和
分类号 H02J7/35 主分类号 H02J7/35
代理机构 代理人
主权项 1.一种太阳能电池及负载互动操控系统,为藉太阳能电池本身受光对蓄电装置之充电电流输出状态操控蓄电装置对负载之运作状态,而于太阳能电池呈受光输出蓄电装置接受充电时切断负载;及于太阳能电池不受光或因蓄电装置饱和至设定値而不对蓄电装置或充电电流少于设定値时,蓄电装置呈输出而不充电功能为特征;其构成电路包含:--太阳能电池SC100:含各种单晶、多晶、非晶等之能将光能转为电能之太阳能电池所构成,供将太阳能转为电能对蓄电装置充电者;--蓄电装置B100:含各种可充放电二次电池或蓄电电容器所构成,供接受太阳能电池SC100之充电及供对负载LD100放电输出者;--输出开关装置SW100:为由机电或固态电子电路装置所构成,供操控蓄电装置B100对负载输出或中断者;--太阳能电池输出状态检测电路装置S100:为由机电或固态电子电路装置所构成,藉对太阳能电池SC100之输出电压及输出电流之检测,以操控输出开关装置SW100进而操控蓄电装置对负载LD100之运转状态;其操作功能为当太阳能电池SC100受光对蓄电装置B100充电之充电电压或电流大设定値时,太阳能电池输出状态检测电路装置S100操控输出开关装置SW100使蓄电装置B100与负载之间呈切断(OFF)状态;当太阳能电池不受光或光能较暗,而太阳能电池SC100对蓄电装置B100之充电压或电流小于设定値或为零时,太阳能电池输出状态检测电路装置S100操控输出开关装置SW100呈导通状态,进而使蓄电装置B100对负载LD100呈送电(ON)输出状态;上述太阳能电池输出状态检测电路装置S100与输出开关装置SW100可为一体结构之机电装置或两者呈分离结构者;此外输出开关装置SW100在不变电路控制逻辑下,可藉输出开关装置SW100进一步操控另行增设较大切换功率之固态或机电式开关元件以在太阳能电池SC100受光时对负载LD100呈常开断电或在不受光时呈常闭通电者;--阻隔二极体CR100:为供顺向串联于太阳能电池SC100与蓄电装置B100之间供通过充电电流而防止逆流者;阻隔二极体CR100可依电路需要而选择设置或不设置者;--负载LD100:主要含各种电能转光能之负载外亦可适用于电能转机械能或电能转热能或电能转化学能或电能转声能等各种负载者,负载可进一步设有本身自主性运转或人工操控之相关控制装置与开关装置者。2.如申请专利范围第1项所述之太阳能电池及负载互动操控系统,除设有太阳能电池SC100.蓄电装置B100.输出开关装置SW100.负载LD100以外,其构成电路进一步包含:--太阳能电池输出电流检测装置RY100及所操控输出开关装置SW100:为由机电装置所构成,其中RY100为电流检测继电器,供检测太阳能电池电流输出状态,以操控输出开关装置SW100进而操控蓄电装置对负载LD100之运转状态;其中SW100为输出开关装置供操控蓄电装置B100对负载输出或中断者;其操作功能为当太阳能电池SC100受光对蓄电装置B100充电电流大于电流检测装置RY100之吸着动作値时,电流检测装置RY100动作并操控输出开关装置SW100使蓄电装置B100与负载之间呈切断(OFF)状态;当太阳能电池不受光或光能较暗,而太阳能电池SC100对蓄电装置B100之充电电流小于电流检测装置RY100之脱离动作値时,电流检测装置RY100操控输出开关装置SW100呈导通状态,进而使蓄电装置B100对负载LD100呈送电(ON)输出状态;上述电流检测装置RY100与输出开关装置SW100可为一体结构之机电装置或两者呈分离结构者;--分流限压装置VL100:为由季纳二极体(ZENER DIODE)或由具顺偏压之二极体或由其他固态电子电路或机电装置所构成,供在太阳能电池SC100输往蓄电装置B100充电电较大时,供限制在电流检测装置RY100之两端形成之压降値上限,并形成分流功能者;该分流限压装置VL100可为独立装置或与电流检测装置RY100呈一体结构,亦可依电路需求而不设置分流限压装置者;--此外输出开关装置SW100在不变电路控制逻辑下,可藉输出开关装置SW100进一步操控另行增设较大切换功率之固态或机电式开关元件以在太阳能电池SC100受光时对负载LD100呈常开断电或在不受光时呈常闭通电者。3.如申请专利范围第1项所述之太阳能电池及负载互动操控系统,除设有有太阳能电池SC100.蓄电装置B100.输出开关装置SW100.负载LD100以外,其构成电路进一步包含:--太阳能电池输出电流检测阻抗ZO:为由电阻或其他具线性或非线性阻抗特性之元件所构成,供串联于太阳能电池SC100与蓄电装置B100之间及开关晶体Q100之基极B与射极E之间,开关晶体Q100之集极C与射极E与继电器RY200串联后并联于太阳能电池SC100两端;于太阳能电池SC100受光产生电能时充电电流通过时,电流检测阻抗ZO之两端产生相对电压降VBE供驱动开关晶体Q100呈导通状态,使继电器RY200呈通电吸着进而操控输出开关装置SW100呈断路状态;而于太阳电池SC100受光变小或不受光时充电电流随之变小或中断时,通过电流检测阻抗ZO之电压降VBE变小或为零使开关晶体Q100呈截止状态,而与开关晶体Q100串联之继电器RY200则呈跳脱使所操控之输出开关装置SW100呈闭合状态,进而使蓄电装置B100之电能对负载LD100输出者;上述继电器RY200与输出开关装置SW100可为一体结构电路或两者呈分离结构者;--此外输出开关装置SW100在不变电路控制逻辑下,可藉输出开关装置SW100进一步操控另行增设较大切换功率之固态或机电式开关元件以在太阳能电池SC100受光时对负载LD100呈常开断电或在不受光时呈常闭通电者。4.如申请专利范围第1项所述之太阳能电池及负载互动操控系统,除设有太阳能电池SC100.蓄电装置B100.负载LD100以外,其构成电路进一步包含:--太阳能电池输出电流检测阻抗ZO:为由电阻或其他具线性或非线性阻抗特性之元件所构成,供串联于太阳能电池SC100与蓄电装置B100之间,其两端供并联于光耦合器PC100设有发光二极体之输入端;--输出开关装置SW100;为由固态输出开关装置Q700.Q701所构成,含由NPN或PNP开关晶体或场效应晶体(MOSFET)所构成之单晶体或达灵顿开关电路装置,而其集极C所接电源与作为操控之基极B之间恒接一操控电阻R700使固态开关装置常态处于导通状态,在Q701之基极B与Q700之射极E之间则并联光耦合器PC100设有光控晶体之输出端;当太阳能电池受光发电时,输出电流通电流检测阻抗ZO并在ZO两端所形成电压降,当电压降大于光耦合器PC100输入端发光二极体之工作电压时,光耦合器PC100之发光二极体发光使输出端之晶体导通进而使固态开关装置Q700及Q701呈截止状态,此时负载LD100不通电而由太阳能电池SC100对蓄电装置B100充电;反之当太阳能电池SC100受光减弱或不受光时,通过电流检测阻抗ZO之电流变小或为降为零,在电流检测阻抗ZO两端形成之电压降亦降低或为零,使光耦合器PC100之输出端发光二极体不发光相对使光耦合器PC100输出端之光电晶体呈截止状态,进而使固态开关装置Q700及Q701呈导通状态而使蓄电装置BAT100对负载LD100通电者;此外输出开关装置SW100在不变电路控制逻辑下,可藉输出开关装置SW100进一步操控另行增设较大切换功率之固态或机电式开关元件以在太阳能电池SC100受光时对负载LD100呈常开断电或在不受光时呈常闭通电者;--分流限压装置VL100:为由季纳二极体(ZENER DIODE)或由具顺偏压之二极体或由其他固态电子电路或机电装置所构成,供在太阳能电池SC100输往蓄电装置B100充电电较大时,供限制在电流检测阻抗ZO之两端形成之压降値上限,并形成分流功能者;该分流限压装置VL100可为独立装置成与电流检测阻抗ZO呈一体结构,亦可依电路需求而不设置分流限压装置者。图式简单说明:图1为本发明藉太阳能电池对蓄电装置输出充电电流检测及操控负载电路构成系统方块图。图2为本发明藉太阳能电池对蓄电装置输出充电电流检测及操控负载电路构成系统实施例之一。图3为本发明藉太阳能电池对蓄电装置输出充电电流检测及操控负载电路构成系统实施例之二。图4为本发明藉太阳能电池对蓄电装置输出充电电流检测及操控负载电路构成系统实施例之三。
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