CN101170261B - 一种用于对便携式设备进行充电的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用太阳能电池进行充电的方法和装置。本发明提供了一种用于对便携式设备进行充电的装置，其包括：控制器，判断光电电池组的输出电压高于待充电电池的标称电压0.01V以上时，进入直接充电模式；当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的1/R并且小于等于待充电电池的标称电压加0.01V这个值时，进入间接充电模式。通过本发明实现了无论强度还是弱光都能对手机充电，从而使手机能够永久待机，并且具有很高的充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用太阳能电池进行充电的方法和装置，尤其涉及一种利用太阳能电池给手机充电的方法和装置。
背景技术
由于现有的太阳能电池手机只有在强光下才能对手机充电，因此使手机的使用产生了许多限制。中国专利申请号为200420028283.2的申请公开了一种便携式光电电源，其有光电板、容电器、稳压器以及机壳组成，虽然该申请公开了可以对光能进行转换、存储和输出。但是该申请存在以下问题：不能自动感应外界光强以选择存储的电量从而对便携式设备进行充电，充电电压需要较长的时间才能够上升到最佳动作点，因此导致了充电效率降低。
发明内容
为解决以上所述的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于对便携式设备进行充电的装置，其包括：控制器，判断光电电池组的输出电压高于待充电电池的标称电压0.01V以上时，进入直接充电模式；当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的1/R并且小于等于待充电电池的标称电压加0.01V这个值时，进入间接充电模式；电容组，由R个电容组成，通过其中几个的并联以存储电量直至串联起来的电压高于标称电压以便对其中一个电池放电；光电电池组，由n个光电电芯组成，并且n大于等于3，其对电容组充电或者直接对电池充电。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种用于对便携式设备进行充电的方法，其包括：当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的标称电压0.01V以上时，进入直接充电模式；当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的标称电压1/R并且小于待充电电池的标称电压加0.01V这个值时，进入间接充电模式；通过由R个电容组成的电容组中几个的并联以存储电量直至串联起来的电压高于标称电压以便对其中一个电池放电。
通过本发明实现了无论强度还是弱光都能对手机充电，从而使手机能够永久待机，并且具有很高的充电效率。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电路原理图；
图2是根据本发明实施例的流程图；
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的电路原理图，该装置包括光电电池组B3、5个电容、电流计IM1至IM3、电压计VM1至VM2、开关K1至K8、开关PK1至PK10、开关SK1至SK4、控制器以及锂电池组B1、B2，其中光电电池组B3由12个光电电池芯组成，控制器读入电流计IM1至IM3、电压计VM1至VM2的值，以及根据读入的值控制开关K1至K8、开关PK1至PK10、开关SK1至SK4的断开与闭合。
由于锂电池的标称电压为4.3V，因此当控制器判断光电电池组的输出电压大于等于4.31V时，进入直接充电模式；当控制器判断光电电池组的输出电压小于4.31V并且大于等于1/5锂电池的标称电压时，进入间接充电模式，并且选择电量较小的一个锂电池通过电容组串联放电来对其充电或直接充电。
选择几个电容组并联以存储电量直至串联起来的电压高于标称电压以便对其中一个锂电池放电。
光电电池组，由12个光电电芯组成，其对电容组充电或者直接对锂电池充电。
锂电池组：其中一个电量较大的锂电池对手机充电。
参照图2来说明根据本发明实施例的流程。控制器根据读入VM1的电压值决定进入如下模式：
当判断读入的VM1位于1/5锂电池的标称电压至1/4锂电池的标称电压之间时，控制开关PK1至PK10闭合而SK1至SK4断开，并且K1，K3断开而K2闭合以启动5电容的并联充电，进入5电容间接充电模式；
当判断读入的VM1位于1/4锂电池的标称电压至1/3锂电池的标称电压之间时，控制开关PK1至PK8闭合而SK1至SK4、PK9至PK10断开并且K1，K3断开，K2闭合以启动4电容的并联充电，进入4电容间接充电模式；
当判断读入的VM1位于1/3锂电池的标称电压至1/2锂电池的标称电压之间时，控制开关PK1至PK6闭合而SK1至SK4以及PK7至PK10断开，并且K1，K3断开，K2闭合以启动3电容的并联充电，进入3电容间接充电模式；
当判断读入的VM1位于1/2锂电池的标称电压至4/5锂电池的标称电压之间时，控制开关PK1至PK4闭合而SK1至SK4以及PK5至PK10断开，并且K1，K3断开，K2闭合以启动2电容的并联充电，进入2电容间接充电模式；
当判断读入的VM1大于等于4.31V时，控制开关K2断开并且开关K1闭合从而进入直接充电模式；
在进入5电容间接充电模式后，通过电流计IM1来检测光电电池组流向电容组的电流I1，如果I1小于50μA，那么说明充电完毕，断开K2、PK2至PK9并且闭合PK1、PK10以及SK1至SK4使5个电容串联，如果I1不小于50μA，则说明未充电完毕，继续判断I1的值是否小于50μA。
在进入4电容间接充电模式后，通过电流计IM1来检测光电电池组流向电容组的电流I1，如果I1小于50μA，那么说明充电完毕，断开K2、PK2至PK7、PK9、PK10、SK4并且闭合PK1、PK8以及SK1至SK3使C1至C4这4个电容串联，如果I1不小于50μA，则说明未充电完毕，继续判断I1的值是否小于50μA。
在进入3电容间接充电模式后，通过电流计IM1来检测光电电池组流向电容组的电流I1，如果I1小于50μA，那么说明充电完毕，断开K2、PK2至PK5、PK7至PK10、SK3、SK4并且闭合PK1、PK6以及SK1至SK2使C1至C3这3个电容串联，如果I1不小于50μA，则说明未充电完毕，继续判断I1的值是否小于50μA。
在进入2电容间接充电模式后，通过电流计IM1来检测光电电池组流向电容组的电流I1，如果I1小于50μA，那么说明充电完毕，断开K2、PK2至PK3、PK5至PK10、SK2至SK4并且闭合PK1、PK4以及SK1使C1至C2这2个电容串联，如果I1不小于50μA，则说明未充电完毕，继续判断I1的值是否小于50μA。
控制器通过控制开关K4以及K5分别测得B1与B2的电压VB1与VB2，当VB1大于VB2时，打开K5、K6而闭合K3、K4以选择B2为充电对象，B1为对外放电对象。当VB1不大于VB2时，打开K4、K7而闭合K3、K5从而选择B1为充电对象，B2为对外放电对象。
控制器通过电流计IM2检测电容组流向锂电池组的电流I2，，当I2小于50μA时，一次充电过程结束，打开K1至K5、K8，回到起始步骤。
在进入直接充电模式后，控制器通过控制开关K4与K5分别测得B1与B2的电压VB1与VB2，当VB1大于VB2时，断开开关K5、K6而闭合开关K1、K4从而选择B2为充电对象，B1为对外放电对象。当VB1不大于VB2时，断开开关K7、K4而闭合K1、K5从而选择B1为充电对象，B2为对外放电对象。
控制器通过电流计IM1来检测光电电池组流向电池组的电流I1，当I1小于50μA时，一次充电过程结束，打开K1至K5、K8，回到起始步骤。当I1不小于50μA时，休继续判断I1是否小于50μA。
当控制器判断出现其它情况时，返回到起始步骤。
其中其它情况包括有检测到的光电电池组的输出电压小于1/5锂电池的标称电压。
其中所述的电容为低内阻电容，其内阻大约为35毫欧。
当检测到B1和B2饱和时，进入休眠间隙，系统休眠4秒，当IM3检测到电池向外供电时，退出休眠间隙，进入到充电流程。
通过本发明能实现在不同光线强度下都能为手机电池充电，并且不用充电器，可以实现手机永久待机，大大方便了用户使用。
根据本发明的第二实施例，用镍氢电池来替代锂电池，镍氢电池的标称电压为1.2V，因此当控制器判断光电电池组的输出电压大于等于1.21V时，进入直接充电模式；当控制器判断光电电池组的输出电压小于1.21V并且大于等于1/5镍氢电池标称电压时，进入间接充电模式，并且选择电量较小的一个镍氢电池通过电容组串联放电来对其充电或直接充电。
选择几个电容并联以存储电量直至串联起来的电压高于1.2V以便对其中一个镍氢电池放电。
光电电池组，由n个光电电芯组成，并且n大于等于3，其对电容组充电或者直接对镍氢电池充电。
镍氢电池组：其中一个电量较大的镍氢电池对手机充电。
下面来说明根据本发明第二实施例的流程。控制器根据读入VM1的电压值决定进入如下模式：
当判断读入的VM1大于等于1.21V时，控制开关K2断开并且开关K1闭合从而进入直接充电模式；
当判断读入的VM1小于1.21V并且大于等于1/5镍氢电池的标称电压时，选择几个电容并联以存储电量直至串联起来的电压高于1.2V以便对其中一个镍氢电池放电。
具体地，当进入间接充电模式时，判断光电电池组的输出电压位于1/M标称电压至1/(M-1)标称电压之间时，使M个电容并联以进入M个电容的间接充电模式；其中当判断光电电池组的输出电压位于1/2待充电电池的标称电压至4/5待充电电池的标称电压之间时，启动2电容的并联充电，进入2电容间接充电模式。
在进入M电容间接充电模式后，通过电流计IM1来检测光电电池组流向电容组的电流I1，如果I1小于50μA，那么说明充电完毕，使M个电容串联，如果I1不小于50μA，则说明未充电完毕，继续判断I1的值是否小于50μA。
控制器通过控制开关K4以及K5分别测得B1与B2的电压VB1与VB2，当VB1大于VB2时，打开K5、K6而闭合K3、K4以选择B2为充电对象，B1为对外放电对象。当VB1不大于VB2时，打开K4、K7而闭合K3、K5从而选择B1为充电对象，B2为对外放电对象。
控制器通过电流计IM2检测电容组流向镍氢电池组的电流I2，，当I2小于50μA时，一次充电过程结束，打开K1至K5、K8，回到起始步骤。
在进入直接充电模式后，控制器通过控制开关K4与K5分别测得B1与B2的电压VB1与VB2，当VB1大于VB2时，断开开关K5、K6而闭合开关K1、K4从而选择B2为充电对象，B1为对外放电对象。当VB1不大于VB2时，断开开关K7、K4而闭合K1、K5从而选择B1为充电对象，B2为对外放电对象。
控制器通过电流计IM1来检测光电电池组流向镍氢电池组的电流I1，当I1小于50μA时，一次充电过程结束，打开K1至K5、K8，休眠一个间隔后回到起始步骤。当I1不小于50μA时，继续判断I1是否小于50μA。
当控制器判断出现其它情况时，休眠一个间隔后返回到起始步骤。
其中其它情况包括有检测到的光电电池组的输出电压小于1/5镍氢电池的标称电压。
其中所述的电容为低内阻电容，其内阻大约为35毫欧。
通过本发明能实现在不同光线强度下都能为手机电池充电，并且不用充电器，可以实现手机永久待机，大大方便了用户使用。
上述具体实施方式以较佳实施例对本发明进行了说明，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，可以做出各种可能的等同改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种用于对便携式设备进行充电的装置，其特征在于：
控制器，判断光电电池组的输出电压高于待充电电池的标称电压0.01V以上时，进入直接充电模式；当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的标称电压的1/R并且小于等于待充电电池的标称电压加0.01V这个值时，进入间接充电模式，所述间接充电模式为：判断光电电池组的输出电压位于1/M待充电电池标称电压至1/(M-1)待充电电池标称电压之间时，使M个电容并联以进入M个电容的间接充电模式；其中当判断光电电池组的输出电压位于1/2待充电电池的标称电压至4/5待充电电池的标称电压之间时，启动2电容的并联充电，进入2电容间接充电模式；
M是整数值并且大于等于2小于等于R；
电容组，由R个电容组成，通过其中几个电容的并联以存储电量直至串联起来的所述电容的电压高于所述待充电电池的标称电压以便对其中一个所述待充电电池放电；
光电电池组，由n个光电电芯组成，并且n大于等于3，其对电容组充电或者直接对所述待充电电池充电。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包括：
待充电电池组：包括两个待充电电池，其中一个电量较大的所述待充电电池对便携式设备进行充电。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：
在进入直接充电模式后，测得第一待充电电池(B1)与第二待充电电池(B2)的第一待充电电池电压(VB1)与第二待充电电池电压(VB2)，当第一待充电电池电压(VB1)大于第二待充电电池电压(VB2)时，选择第二待充电电池(B2)为充电对象，第一待充电电池(B1)为对外放电对象；当第一待充电电池电压(VB1)不大于第二待充电电池电压(VB2)时，选择第一待充电电池(B1)为充电对象，第二待充电(B2)为对外放电对象。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
在进入M电容间接充电模式后，通过第一电流计(IM1)来检测光电电池组流向电容组的电流(I1)，如果电流(I1)小于50μA，使M个电容串联，如果电流(I1)不小于50μA，继续判断电流(I1)的值是否小于50μA。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：
其中所述的电容为低内阻电容，其内阻大约为35毫欧。
6.一种用于对便携式设备进行充电的方法，其特征在于：
当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的标称电压0.01V以上时，进入直接充电模式；
当判断光电电池组的输出电压大于等于待充电电池的标称电压的1/R并且小于待充电电池的标称电压加0.01V这个值时，进入间接充电模式：当判断光电电池组的输出电压位于1/M待充电电池标称电压至1/(M-1)待充电电池标称电压之间时，使M个电容并联以进入M个电容的间接充电模式；其中当判断光电电池组的输出电压位于1/2待充电电池的标称电压至4/5待充电电池的标称电压之间时，启动2电容的并联充电，进入2电容间接充电模式；
M是整数值并且大于等于2小于等于R；
通过由R个电容组成的电容组中几个的并联以存储电量直至串联起来的所述电容的电压高于待充电电池的标称电压以便对其中一个所述待充电电池放电。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
在进入直接充电模式后选择电量较小的一个待充电电池对其直接充电。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
在进入间接充电模式后电容充电完毕后选择电量较小的一个待充电电池通过所述电容的串联放电来对其充电。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
在进入M个电容的间接充电模式后，通过第一电流计(IM1)来检测光电电池组流向电容组的电流(I1)，如果电流(I1)小于50μA，使M个电容串联，如果电流(I1)不小于50μA，继续判断电流(I1)的值是否小于50μA。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征进一步在于：
测得第一待充电电池(B1)与第二待充电电池(B2)的电压第一待充电电池电压(VB1)与第二待充电电池电压(VB2)，当第一待充电电池电压(VB1)大于第二待充电电池电压(VB2)时，选择第二待充电电池(B2)为充电对象，第一待充电电池(B1)为对外放电对象；当第一待充电电池电压(VB1)不大于第二待充电电池电压(VB2)时，选择第一待充电电池(B1)为充电对象，第二待充电电池(B2)为对外放电对象。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征进一步在于：
控制器通过电流计 
(IM2)检测电容组流向电池组的电流(I2)，当电流(I2)小于50μA时，一次充电过程结束。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
检测光电电池组流向电池组的电流(I1)，当电流(I1)小于50μA时，一次充电过程结
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