如何防止充电控制器过充电

图7-16 类似阿波罗太阳能系统的此类充电控制器调节离网系统中及带蓄电池备用的并网系统中的蓄电池的电流。某些充电控制器包含最大功率点跟踪电路以优化光伏阵列的输出并同时优化其他功能，像数字表显示电压、电流及蓄电池组中存储的电能。

为了防止蓄电池过充电，控制器始终监测蓄电池的电压。当电压达到预先设定的水平时，称为电压调节（VR）整定值，控制器将根据设计放慢或结束流入蓄电池的电流（充电电流）。

如图7-17a、b所示，充电控制器有两种基本设计：并联充电控制器和串联充电控制器。并联充电控制器包含一个开通/关断的刀开关或包含一个电阻器，当蓄电池电压达到电压调节整定值时就将光伏阵列短路（并联充电控制器与光伏阵列并联连接）。当并联控制器动作时，电流流经并联控制器回到光伏阵列。

开关型控制器在技术上属于并联中断充电控制器，因为并联控制器完全中断了蓄电池的电流。电阻型充电控制器在技术上属于并联线性充电控制器，因为它包含一个可变电阻器可以逐步减小充电电流。因为并联电阻缓慢下降，通过电阻的电流逐步增加，蓄电池的电流就逐步减小。

两种类型的并联控制器都是采用闭合电路或将光伏阵列短路，以防止蓄电池过充电。并联控制器能运行多长时间呢？一直到蓄电池电压降到预先设定的值（称为光伏阵列重连电压设定值）之前，电流一直会流过并联控制器。在并联断流充电控制器中，只有当开关完全打开时，才允许电流流回蓄电池。在并联线性充电控制器中，随着电阻的增加，将给蓄电池送入更多的电流。

第二种类型的充电控制器为串联充电控制器，如图7-17所示。某些串联充电控制器包含一个串联的开通/关断的刀开关。当刀开关断开时，使流向蓄电池组的电流停止。这种类型的控制器称为串联中断充电控制器。

图7-17(www.xing528.com)

a）并联充电控制器通过投切开关或可变电阻器将光伏阵列短路。b）串联充电控制器断开光伏阵列即采用如图所示的投切开关或可变电阻器作为串联元件将光伏阵列开路。

串联中断充电控制器中的串联元件也可能是可变电阻器。随着蓄电池电压爬升到电压调节设定值，可变电阻器电阻值也逐步增加，以减少流入蓄电池的电流。

虽然并联及串联充电控制器是光伏发电行业的支柱，但基于蓄电池的风力发电及微型水力发电系统依靠第三类充电控制器——分流式充电控制器，如图7-18所示。当蓄电池达到电压调节设定值时，这类控制器将多余的电流送给分流负载。

图7-18 分流式充电控制器将多余的电能送到假负载上，假负载为电阻式加热器或风扇或泵，如正文中解释的那样。

分流负载是一个辅助的负载，即该负载在家里或办公的地方不重要。在风力发电系统中，该负载通常为加热元件。加热元件可以安装在热水器中或在墙上的电阻加热器中给空间加热。在光伏发电系统中，在夏天曝晒的时候通常有多余的电能。在这些例子中，分流负载可能包含灌溉用的泵或帮助建筑物排出热空气的风扇。

阻止电流反向流动

夜晚，当光伏阵列不再产生电能时，电流可能从蓄电池流回到光伏阵列。为了阻止这种电流的反向流动，充电控制器电路中有一个二极管。如果不能阻止电流的反向流动，那么反向电流可能慢慢地给蓄电池组放电。在大多数的光伏发电系统中，蓄电池通过模块的电流非常小，因此功率损耗也可以忽略。然而，反向电流在较大的光伏发电系统中要大得多。幸运的是，几乎所有的充电控制器都能自动处理这种潜在的问题。