CN102607688A

CN102607688A - 具有太阳能供电功能的电子秤

Info

Publication number: CN102607688A
Application number: CN 201110026364
Authority: CN
Inventors: 万俊彦; 施国兴
Original assignee: SHANGHAI TERAOKA ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI TERAOKA ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-07-25

Abstract

本发明公开了一种具有太阳能供电功能的电子秤，其包括太阳能电池板组、电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器等，太阳能电池板组、电源保护模块、电源电池管理模块顺序连接，电源电池管理模块与低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、时间数字转换器连接，微处理器与低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、时间数字转换器连接，时间数字转换器与传感器连接，太阳能电池板组经太阳照射后发生光生伏特效应并产生直流电流，再通过电源保护模块将直流电流送入电源电池管理模块。本发明通过太阳能电池板组发生光生伏特效应并产生稳定的直流电流，产生的电流进行动态管理，延长使用时间。

Description

具有太阳能供电功能的电子秤

技术领域

本发明涉及电子秤领域，特别涉及一种具有太阳能供电功能的电子秤。

背景技术

现有的电子秤是通过重量传感器将重量转换为模拟信号，再通过一系列处理转化为稳定的数字信号并显示在相应的显示介质的电子仪器。因为电子秤需要在操作时持续显示正确的重量信息，其电力来源通常为交流电、干电池及各类型蓄电池，较为常见的电力来源是铅酸蓄电池。使用交流电作为电力来源时，电子秤的使用会受到地域性的局限，即只能在提供交流电插座的室内环境使用。当电子秤移至室外使用时，则通常使用干电池或蓄电池。当今电池虽已做到不含汞，但重金属仍是各种蓄电池的必要组成部分，如处理不当且数量较多的话，这些重金属将对环境和人体造成严重的影响，而干电池长期使用可能还会出现漏液现象。

现有的太阳能电子秤因功耗相对较大，为了能够在一定时间内正常使用，主要以充电型和即用型两种类型为主。充电型太阳能电子秤通常搭载蓄电池，在使用前或电池耗尽的情况下，需要先将电子秤置于太阳光下充电后，才能正常使用。而即用型太阳能电子秤则是不配备蓄电池的，即使用时必须先置于阳光下，内置电容得到充电后方可使用，如果失去太阳光，仅能够在较短的时间内使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有太阳能供电功能的电子秤，其通过太阳能电池板组发生光生伏特效应并产生稳定的直流电流，产生的电流进行动态管理，延长使用时间。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种具有太阳能供电功能的电子秤，具有太阳能供电功能的电子秤包括太阳能电池板组、电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、微处理器、传感器、时间数字转换器，其特征在于，太阳能电池板组、电源保护模块、电源电池管理模块顺序连接，电源电池管理模块与低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、时间数字转换器连接，微处理器与低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、时间数字转换器连接，时间数字转换器与传感器连接，太阳能电池板组经太阳照射后发生光生伏特效应并产生直流电流，再通过电源保护模块将直流电流送入电源电池管理模块。

优选地，所述具有太阳能供电功能的电子秤还包括键盘、操作界面液晶显示器和客户界面液晶显示器，键盘、操作界面液晶显示器与微处理器连接，操作界面液晶显示器与客户界面液晶显示器连接。

优选地，所述电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器及发电状况监控模块的电路包括电源管理芯片、低电压输出线性稳压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电解电容、第二电解电容、第一二极管、第二二极管、第一三极管和第二三极管，电源管理芯片具有二十个引脚，第一电阻的一端与电源管理芯片的第九引脚连接，第二电阻的一端与电源管理芯片的第七引脚连接，第一电阻、第二电阻和第八电容的另一端与电源管理芯片的第一引脚连接，第三电阻的一端与电源管理芯片的第十引脚连接，第四电阻的一端与电源管理芯片的第十四引脚连接，第九电容和第五电阻的一端与电源管理芯片的第十三引脚连接，第六电阻的一端与电源管理芯片的第十二引脚连接，第七电阻的一端与电源管理芯片的第八引脚连接，第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电容和第九电容的另一端均接地；第一电容、第一二极管、第一电解电容的一端连接电源管理芯片的第四引脚，第一电容、第一二极管、第一电解电容的另一端均接地；第二电解电容的一端连接电源管理芯片的第五引脚和第六引脚，第二电解电容的另一端接地；第二电容和第三电容的一端连接电源管理芯片的第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚和第一三极管的发射极，第十二电阻的一端连接第一三极管的基极，第十二电阻的另一端连接第二三极管的集电极；第十五电阻的一端连接第二三极管的基极，第十五电阻的另一端连接第二三极管的发射极；第四电容和第五电容的一端连接低电压输出线性稳压器的第一引脚，第一三极管的集电极连接低电压输出线性稳压器的第三引脚，第六电容、第七电容、第二二极管的一端连接线性稳压器的第五引脚。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过太阳能电池板组发生光生伏特效应并产生稳定的直流电流，产生的电流进行动态管理，延长使用时间。

附图说明

图1为本发明具有太阳能供电功能的电子秤的原理框图。

图2为本发明中电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器及发电状况监控模块的电路的示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1所示，本发明具有太阳能供电功能的电子秤包括太阳能电池板组1、电源保护模块2、电源电池管理模块3、低电压输出线性稳压器4、发电状况监控模块5、锂电池6、微处理器7、传感器8、时间数字转换器9、键盘10、操作界面液晶显示器11和客户界面液晶显示器12，太阳能电池板组1、电源保护模块2、电源电池管理模块3顺序连接，电源电池管理模块3与低电压输出线性稳压器4、发电状况监控模块5、锂电池6、时间数字转换器9连接，微处理器7与低电压输出线性稳压器4、发电状况监控模块5、锂电池6、时间数字转换器9、键盘10、操作界面液晶显示器11连接，时间数字转换器9与传感器8连接，操作界面液晶显示器11与客户界面液晶显示器12连接。太阳能电池板组1的材料为高效率晶硅材质且由多个太阳能电池板构成，太阳能电池板组1经正常太阳照射后发生光生伏特效应并产生稳定的直流电流，再通过电源保护模块2将稳定的直流电流送入电源电池管理模块3，当秤体不被使用者使用时，此时电源电池管理模块3将太阳能电池板组1转换后的电流充入锂电池6中备用，而当电子秤处于工作状态时，电源电池管理模块3会经过低电压输出线性稳压器4输出恒定的工作电压以供微处理器7、传感器8、时间数字转换器9使用，若光照较强即太阳能电池板组1产生的电能超出驱动整个系统所需能耗时，电源电池管理模块3会将多余的电流动态存储于其连接的锂电池6中备用，同时发电状况监控模块5处于长期工作状态并监控电源电池管理模块3的工作情况及实时读取锂电池6的电压并显示当前电量。秤体工作时，时间数字转换器9会将传感器8上的重量信息实时传送于微处理器7(其中微处理器7是超低功耗微处理器)处理，使用者则可通过键盘10操作所述电子秤，并从操作界面液晶显示器11和客户界面液晶显示器12中获得相应的精确计量值。

本发明具有太阳能供电功能的电子秤的工作原理如下：电子秤的驱动电力源自太阳能电池板组的光生伏特效应，使安装于秤体上的太阳能电池板组接受太阳光照的同时产生大量光电子的定向移动，从而产生能够驱动秤体工作的电能。此时，电源保护模块负责防止工作中的太阳能电池板组发生超过电源电池管理模块可承受最大输入电压的情况。电源电池管理模块则是将能够驱动秤体工作的电能供给于电子秤，同时若前级自发电部产生的电流超过秤体正常使用所需电流的情况下，或者在电子秤未开启的时候产生电能，电源电池管理模块将会把多余的电能储存于锂电池中，以备在光照弱或长时间无光照时使用，电源的动态管理使得太阳能所转换的电能几乎不会有任何损失，延长使用时间。微处理器此时也会对电源电池管理模块做实时监控并显示发电设备的工作状态以及锂电池当前的剩余电量。众所周知，锂电池不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素，且无公害，现已广泛应用于消费级数码领域。而本产品中使用的锂聚合物电池使用胶态的固体，相较市场上已有大量应用的锂离子电池无电池漏液问题，因其电池内部不含液态电解液，因此可设计成多种形状，并且材料可弯曲变形，可在单颗内做成多层组合来达到高电压，容量比同样大小的锂离子电池高出一倍，因此比其他各种形式的电池更为安全可靠。选用微处理器搭配低电压超低静态电流的低电压输出线性稳压器，以诠释超低能耗环保概念。而通常电子秤中使用的模拟数字转换器因在低电压环境下无法正常工作，本发明选用低能耗的时间数字转换器，它能够通过对计算电容的充发电时间获得精确的重量值，低能耗的同时也保证了精度。通过操作界面液晶显示器和客户界面液晶显示器更能得到剩余电量指示，使用者在电池内电量耗尽之前能够人性化了解电子秤的电量剩余情况，以便提前对秤体充电，由此，本发明对太阳能转化所得到的电能能够做到最大限度利用。

如图2所示，电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器及发电状况监控模块的电路包括电源管理芯片U1、低电压输出线性稳压器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一电解电容E1、第二电解电容E2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1和第二三极管Q2。其中电源保护模块包括第一电容C1、第一二极管D1、第一电解电容E1，电源电池管理模块包括第二电容C2、第三电容C3、第八电容C8、第九电容C9、第二电解电容E2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、电源管理芯片U1，发电状况监控模块包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十三电阻R13、第十四电阻R14、电源管理芯片U1。电源管理芯片U1具有二十个引脚，第一电阻R1的一端与电源管理芯片U1的第九引脚连接，第二电阻R2的一端与电源管理芯片U1的第七引脚连接，第一电阻R1、第二电阻R2和第八电容C8的另一端与电源管理芯片U1的第一引脚连接，第三电阻R3的一端与电源管理芯片U1的第十引脚连接，第四电阻R4的一端与电源管理芯片U1的第十四引脚连接，第九电容C9和第五电阻R5的一端与电源管理芯片U1的第十三引脚连接，第六电阻R6的一端与电源管理芯片U1的第十二引脚连接，第七电阻R7的一端与电源管理芯片U1的第八引脚连接，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电容C8和第九电容C9的另一端均接地。第一电容C1、第一二极管D1、第一电解电容E1的一端连接电源管理芯片U1的第四引脚，第一电容C1、第一二极管D1、第一电解电容E1的另一端均接地。第二电解电容E2的一端连接电源管理芯片U1的第五引脚和第六引脚，第二电解电容E2的另一端接地。第二电容C2和第三电容C3的一端连接电源管理芯片U1的第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚和第一三极管Q1的发射极，第十二电阻R12的一端连接第一三极管Q1的基极，第十二电阻R12的另一端连接第二三极管Q2的集电极。第十五电阻R15的一端连接第二三极管Q2的基极，第十五电阻R15的另一端连接第二三极管Q2的发射极。第四电容C4和第五电容C5的一端连接低电压输出线性稳压器U2的第一引脚，第一三极管Q1的集电极连接低电压输出线性稳压器U2的第三引脚，第六电容C6、第七电容C7、第二二极管D2的一端连接线性稳压器的第五引脚，另一端和线性稳压器的第二、第四引脚均接地。电源管理芯片同时参与电源电池管理模块和发电状况监控模块的工作。电源管理芯片采用美国德州仪器公司的BQ240系列芯片作为电源部分主控芯片，输入电压范围宽，可以解决动态管理驱动系统的电流以及给予锂电池充电电流的难题，即保证在太阳光照射下，电子秤的使用和充电能够同时进行。BQ240系列芯片的另外一个好处就是电路可完全独立于微处理器工作，并且最大充电时间、最大充电电流、充电方式都可根据具体使用情况自行设定。在太阳能电池板组产生的电压高于电源管理芯片U1的休眠电压时，电源管理芯片开始工作，如此电子秤开机工作，则将所需要的电流送经过第一三极管Q1送入低电压输出线性稳压器U2中，从而得到稳定的系统电压并通过第六电容C6和第七电容C7滤波后，以供系统使用，第二二极管D2起到防止低电压输出线性稳压器U2在异常情况下发生短路情况。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种具有太阳能供电功能的电子秤，具有太阳能供电功能的电子秤包括太阳能电池板组、电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、微处理器、传感器、时间数字转换器，其特征在于，太阳能电池板组、电源保护模块、电源电池管理模块顺序连接，电源电池管理模块与低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、时间数字转换器连接，微处理器与低电压输出线性稳压器、发电状况监控模块、锂电池、时间数字转换器连接，时间数字转换器与传感器连接，太阳能电池板组经太阳照射后发生光生伏特效应并产生直流电流，再通过电源保护模块将直流电流送入电源电池管理模块。

2.如权利要求1所述的具有太阳能供电功能的电子秤，其特征在于，所述具有太阳能供电功能的电子秤还包括键盘、操作界面液晶显示器和客户界面液晶显示器，键盘、操作界面液晶显示器与微处理器连接，操作界面液晶显示器与客户界面液晶显示器连接。

3.如权利要求1所述的具有太阳能供电功能的电子秤，其特征在于，所述电源保护模块、电源电池管理模块、低电压输出线性稳压器及发电状况监控模块的电路包括电源管理芯片、低电压输出线性稳压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十五电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电解电容、第二电解电容、第一二极管、第二二极管、第一三极管和第二三极管，电源管理芯片具有二十个引脚，第一电阻的一端与电源管理芯片的第九引脚连接，第二电阻的一端与电源管理芯片的第七引脚连接，第一电阻、第二电阻和第八电容的另一端与电源管理芯片的第一引脚连接，第三电阻的一端与电源管理芯片的第十引脚连接，第四电阻的一端与电源管理芯片的第十四引脚连接，第九电容和第五电阻的一端与电源管理芯片的第十三引脚连接，第六电阻的一端与电源管理芯片的第十二引脚连接，第七电阻的一端与电源管理芯片的第八引脚连接，第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电容和第九电容的另一端均接地；第一电容、第一二极管、第一电解电容的一端连接电源管理芯片的第四引脚，第一电容、第一二极管、第一电解电容的另一端均接地；第二电解电容的一端连接电源管理芯片的第五引脚和第六引脚，第二电解电容的另一端接地；第二电容和第三电容的一端连接电源管理芯片的第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚和第一三极管的发射极，第十二电阻的一端连接第一三极管的基极，第十二电阻的另一端连接第二三极管的集电极；第十五电阻的一端连接第二三极管的基极，第十五电阻的另一端连接第二三极管的发射极；第四电容和第五电容的一端连接低电压输出线性稳压器的第一引脚，第一三极管的集电极连接低电压输出线性稳压器的第三引脚，第六电容、第七电容、第二二极管的一端连接线性稳压器的第五引脚。