CN104682494A - 一种快速无线太阳能充电的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速无线太阳能充电的方法和装置，包括步骤1，太阳能板采集太阳能；步骤2，实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将太阳能转化为电能；步骤3，通过升降压充电电路使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中；步骤4，通过谐振电路，将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输，若待充电设备具备无线电能接收功能，则待充电设备可直接进行充电，若待充电设备不具备无线电能接收功能，则执行步骤5；步骤5，将无线电能接收适配器与待充电设备连接，使待充电设备具备无线电能接收功能从而进行充电；本发明能通过太阳能或者外部电源对内置电池充电，也能通过无线或有线方式对待充电设备充电。

Description

一种快速无线太阳能充电的方法和装置
技术领域
本发明涉及太阳能充电领域，尤其涉及一种快速无线太阳能充电的方法和装置。
背景技术
无线太阳能充电宝将太阳能转化为电能，并存储于内置的电池中，需要对外供电时，可通过无线电能传输装置输出电能。因此需要电能接收方需具备无线电能接收功能，但目前具有该功能的设备较少且标准不统一。现有的太阳能充电宝也不具备实时侦测太阳能板的发电电压的功能，不能追踪最高电压值，不能使之以最大功率输出对电池充电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供一种快速无线太阳能充电的方法和装置，能通过太阳能或者外部电源对内置电池充电，也能通过无线或有线方式对待充电设备充电。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种快速无线太阳能充电的方法，包括以下步骤：
步骤1，太阳能板采集太阳能；
步骤2，实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将太阳能转化为电能；
步骤3，通过升降压充电电路使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中；
步骤4，通过谐振电路，将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输，若待充电设备具备无线电能接收功能，则待充电设备可直接进行充电，若待充电设备不具备无线电能接收功能，则执行步骤5；
步骤5，将无线电能接收适配器与待充电设备连接，使待充电设备具备无线电能接收功能从而进行充电。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤3中，内置电池获取电能的方法还包括直接从外部电源接收电能。
进一步地，步骤4中，对待充电设备充电的方式还包括通过有线充电接口对待充电设备充电。
进一步地，对待充电设备进行充电时还包括通过有线或无线方式获取待充电设备的充电参数信息，调节输出电能的电压电流使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种快速无线太阳能充电的装置，包括太阳能电池板、MTTP最大功率检测输出模块、升降压充电模块、内置电池、谐振电路模块和无线电能接收适配器；
所述太阳能电池板用于采集太阳能；
所述MTTP最大功率检测输出模块用于实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将太阳能转化为电能；
所述升降压充电模块用于使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中；
所述谐振电路模块用于将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输；
所述无线电能接收适配器与待充电设备连接，用于使不具备无线电能接收功能的待充电设备具备无线电能接收功能。
进一步地，所述的快速无线太阳能充电的装置，还包括USB对内充电接口、DC-DC内置电池充电接口模块和内置电池充电模块，外部电源接入所述USB对内充电接口，所述USB对内充电接口将外部电源提供的电能传输至所述DC-DC内置电池充电接口模块，所述DC-DC内置电池充电接口模块与所述内置电池充电模块连接将电能传输至所述内置电池。
进一步地，所述的快速无线太阳能充电的装置，还包括DC-DC对外充电模块、对外充电接口模块和USB对外充电接口，所述DC-DC对外充电模块与所述内置电池相连，将所述内置电池的电能通过所述对外充电接口模块分配到所述USB对外充电接口，待充电设备能与所述USB对外充电接口连接进行有线充电。
进一步地，所述的快速无线太阳能充电的装置，还包括USB通信解码模块和微控制器，当待充电设备接入所述USB对外充电接口时，所述USB对外充电接口获取待充电设备的充电参数信息并传递给所述USB通信解码模块，所述USB通信解码模块解析所述充电参数信息形成解析结果并传递给所述微控制器，所述微控制器根据所述解析结果调节所述谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
进一步地，所述的快速无线太阳能充电的装置，还包括蓝牙和WIFI模块，所述蓝牙和WIFI模块用于与待充电设备通过蓝牙或WIFI链接并获取待充电设备的充电参数信息并传递给所述微控制器，所述微控制器调节所述谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
进一步地，所述的快速无线太阳能充电的装置，还包括主体天线和调制解调模块，所述无线电能接收适配器包括一个USB接口、适配器USB通信解码模块、适配器微控制器、适配器调制解调模块和适配器天线，所述USB接口与待充电设备通过USB相连并获取待充电设备的充电参数信息，并将所述充电参数信息传递给所述适配器USB通信解码模块，所述适配器USB通信解码模块解析所述充电参数信息形成解析结果并传递给所述适配器微控制器，所述适配器微控制器根据所述解析结果控制所述适配器调制解调模块将所述充电参数信息调制为射频信号，所述适配器天线将所述射频信号传递给所述主体天线，所述调制解调模块将所述主体天线接收到的所述射频信号还原为待充电设备的充电参数信息并传递给所述微控制器，所述微控制器调节所述谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
本发明的有益效果是：
1、太阳能转换为电能，并存储在内置电池中；具有外部电源对内充电功能。
2、太阳能转换为电能时，具有MPPT最大功率跟踪单元，高效的将太阳能转换为电能。
3、具有有线和无线对外充电功能。
4、具有通信功能，准确获取待充电设备信息，准确、快速、稳定、安全充电。
5、具有无线电能接收适配器，可为没有无线电能接收功能的设备供电。
附图说明
图1为本发明所述快速无线太阳能充电的方法流程图；
图2为本发明所述快速无线太阳能充电的装置系统结构图；
图3为本发明所述快速无线太阳能充电装置使用太阳能无线充电的结构图；
图4为本发明所述快速无线太阳能充电装置使用外部电源对内有线充电的结构图
图5为本发明所述快速无线太阳能充电装置通过USB有线对外充电的结构图；
图6为本发明所述快速无线太阳能充电装置通过USB有线获取待充电设备充电参数信息的结构图；
图7为本发明所述快速无线太阳能充电装置通过蓝牙或WIFI无线获取待充电设备充电参数信息的结构图；
图8为本发明所述快速无线太阳能充电装置通过无线电能接收适配器获取待充电设备充电参数信息的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种快速无线太阳能充电的方法，包括以下步骤：
步骤1，太阳能板采集太阳能；
步骤2，实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将太阳能转化为电能；
步骤3，通过升降压充电电路使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中；
步骤4，通过谐振电路，将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输，若待充电设备具备无线电能接收功能，则待充电设备可直接进行充电，若待充电设备不具备无线电能接收功能，则执行步骤5；
步骤5，将无线电能接收适配器与待充电设备连接，使待充电设备具备无线电能接收功能从而进行充电。
步骤3中，内置电池获取电能的方法还包括直接从外部电源接收电能。
步骤4中，对待充电设备充电的方式还包括通过有线充电接口对待充电设备充电。
对待充电设备进行充电时还包括通过有线或无线方式获取待充电设备的充电参数信息，调节输出电能的电压电流使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
如图2所示，本发明的快速无线太阳能充电的装置可以通过有线或者无线的方式对待充电设备充电。
如图3所示，一种快速无线太阳能充电的装置，包括太阳能电池板、MTTP最大功率检测输出模块、升降压充电模块、内置电池、谐振电路模块和无线电能接收适配器；太阳能电池板用于采集太阳能，本发明可以设置两个太阳能电池板组成双太阳能采集装置；MTTP最大功率检测输出模块用于实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将太阳能转化为电能；升降压充电模块用于使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中，内置电池可以为扁式电池；谐振电路模块用于将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输，即可以通过构建RLC谐振回路，使用谐振原理，将电能通过电磁波、电磁场的方式对外无线传输电能，如果待充电设备具有无线电能接收功能，便可进行无线充电；无线电能接收适配器与待充电设备连接，用于使不具备无线电能接收功能的待充电设备具备无线电能接收功能。
如图4所示，快速无线太阳能充电的装置，还包括USB对内充电接口、DC-DC内置电池充电接口模块和内置电池充电模块，外部电源接入USB对内充电接口，USB对内充电接口将外部电源提供的电能传输至DC-DC内置电池充电接口模块，DC-DC内置电池充电接口模块与内置电池充电模块连接将电能传输至所述内置电池。
如图5所示，快速无线太阳能充电的装置，还包括DC-DC对外充电模块、对外充电接口模块和USB对外充电接口，DC-DC对外充电模块与内置电池相连，将内置电池的电能通过对外充电接口模块分配到USB对外充电接口，待充电设备能与USB对外充电接口连接进行有线充电。
如图6所示，快速无线太阳能充电的装置，还包括USB通信解码模块和微控制器，当待充电设备接入USB对外充电接口时，USB对外充电接口获取待充电设备的充电参数信息并传递给USB通信解码模块，USB通信解码模块解析充电参数信息形成解析结果并传递给微控制器，微控制器根据解析结果调节谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配，准确、快速、稳定、安全充电；如果匹配失败，可设置输出5V500mA的电压电流，也可以由用户自定义。
如图7所示，快速无线太阳能充电的装置，还包括蓝牙和WIFI模块，蓝牙和WIFI模块用于与待充电设备通过蓝牙或WIFI链接并获取待充电设备的充电参数信息并传递给微控制器，微控制器调节谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配，准确、快速、稳定、安全充电；如果匹配失败，可设置输出5V500mA的电压电流，也可以由用户自定义。
如图8所示，快速无线太阳能充电的装置，还包括主体天线和调制解调模块，无线电能接收适配器包括一个USB接口、适配器USB通信解码模块、适配器微控制器、适配器调制解调模块和适配器天线，USB接口与待充电设备通过USB相连并获取待充电设备的充电参数信息，并将充电参数信息传递给适配器USB通信解码模块，适配器USB通信解码模块解析充电参数信息形成解析结果并传递给适配器微控制器，适配器微控制器根据解析结果控制适配器调制解调模块将充电参数信息调制为射频信号，适配器天线将射频信号传递给主体天线，调制解调模块将主体天线接收到的射频信号还原为待充电设备的充电参数信息并传递给微控制器，微控制器调节谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配，准确、快速、稳定、安全充电；如果匹配失败，可设置输出5V500mA的电压电流，也可以由用户自定义。无线电能接收适配器还可以包括指示灯，用于提示信息。
本发明的快速无线太阳能充电的装置，还可以包括OLED显示模块和按键模块，OLED显示模块用于实时显示充电参数、充电装置自身电参数，也可以切换显示界面按键模块用于选择充电参数、通信模式、工作模式等。使用本发明的装置给待充电设备充电完成时，可以自动关闭充电功能。当内置电池电能下降到一定程度下时(可按键设置)，可以自动检测太阳能并充电。
本发明具有以下特点：
第一：将太阳能转化为电能，并存储于内置的大容量电池。
第二：需要对外供电时，可通过有线和无线电能传输装置输出电能。
第三：无线电能输出时，需要电能接收方需具备无线电能接收功能。
第四：如果待充电设备没有无线电能接收功能时，使用无线电能接收适配器，为没有无线电能接功能的设备提供无线电能接收功能。
第五：使用无线通信(WIFI、蓝牙等)和有线通信功能(USB)与待充电设备通信，获取待充电设备充电参数(包括无线充参数)，准确匹配待充电设备并以最大效率进行快速充电，缩短充电时间。
第六：如果待充电设备没有无线通信(WIFI、蓝牙等)通信功能，可使用无线电能传输装置与无线电能接收适配器进行传输数据信息，无线电能接收适配器使用USB接口给待充电设备充电，且与之通信，获取充电参数。
第七：具有内置电池和待充电设备保护单元。
第八：如果待供电设备具有访问网络功能时，可自动从云服务器端获取待供电设备的参数，也可将新参数上报至云服务器共享。
第九：该专利还增加MPPT控制器，能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI，功率)，使之以最大功率输出对蓄电池充电，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，提高太阳能电池板效率。
第十：该设备具有显示该充电宝工作状态、显示待充电设备状态功能。
第十一：可通软件设置待充电设备充电参数(电流、电压等)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速无线太阳能充电的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，太阳能板采集太阳能；
步骤2，实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将采集的太阳能转化为电能；
步骤3，通过升降压充电电路使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中；
步骤4，通过谐振电路，将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输，若待充电设备具备无线电能接收功能，则待充电设备可直接进行无线充电，若待充电设备不具备无线电能接收功能，则执行步骤5；
步骤5，将无线电能接收适配器与待充电设备连接，使待充电设备具备无线电能接收功能从而进行充电。
2.根据权利要求1所述的快速无线太阳能充电的方法，其特征在于，步骤3中，内置电池获取电能的方法还包括直接从外部电源接收电能。
3.根据权利要求1所述的快速无线太阳能充电的方法，其特征在于，步骤4中，对待充电设备充电的方式还包括通过有线充电接口对待充电设备充电。
4.根据权利要求1或3所述的快速无线太阳能充电的方法，其特征在于，对待充电设备进行充电时还包括通过有线或无线方式获取待充电设备的充电参数信息，调节输出电能的电压电流使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
5.一种快速无线太阳能充电的装置，其特征在于，包括太阳能电池板、MTTP最大功率检测输出模块、升降压充电模块、内置电池、谐振电路模块和无线电能接收适配器；
所述太阳能电池板用于采集太阳能；
所述MTTP最大功率检测输出模块用于实时侦测太阳能板的发电电压，使太阳能板在发电电压最大时将太阳能转化为电能；
所述升降压充电模块用于使电能的电压值与内置电池的电压值匹配后存储到内置电池中；
所述谐振电路模块用于将内置电池中的电能通过电磁波的方式对外传输；
所述无线电能接收适配器与待充电设备连接，用于使不具备无线电能接收功能的待充电设备具备无线电能接收功能。
6.根据权利要求5所述的快速无线太阳能充电的装置，其特征在于，还包括USB对内充电接口、DC-DC内置电池充电接口模块和内置电池充电模块，外部电源接入所述USB对内充电接口，所述USB对内充电接口将外部电源提供的电能传输至所述DC-DC内置电池充电接口模块，所述DC-DC内置电池充电接口模块与所述内置电池充电模块连接将电能传输至所述内置电池。
7.根据权利要求5所述的快速无线太阳能充电的装置，其特征在于，还包括DC-DC对外充电模块、对外充电接口模块和USB对外充电接口，所述DC-DC对外充电模块与所述内置电池相连，将所述内置电池的电能通过所述对外充电接口模块分配到所述USB对外充电接口，待充电设备能与所述USB对外充电接口连接进行有线充电。
8.根据权利要求7所述的快速无线太阳能充电的装置，其特征在于，还包括USB通信解码模块和微控制器，当待充电设备接入所述USB对外充电接口时，所述USB对外充电接口获取待充电设备的充电参数信息并传递给所述USB通信解码模块，所述USB通信解码模块解析所述充电参数信息形成解析结果并传递给所述微控制器，所述微控制器根据所述解析结果调节所述谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
9.根据权利要求8所述的快速无线太阳能充电的装置，其特征在于，还包括蓝牙和WIFI模块，所述蓝牙和WIFI模块用于与待充电设备通过蓝牙或WIFI链接并获取待充电设备的充电参数信息并传递给所述微控制器，所述微控制器调节所述谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
10.根据权利要求5所述的快速无线太阳能充电的装置，其特征在于，还包括主体天线和调制解调模块，所述无线电能接收适配器包括一个USB接口、适配器USB通信解码模块、适配器微控制器、适配器调制解调模块和适配器天线，所述USB接口与待充电设备通过USB相连并获取待充电设备的充电参数信息，并将所述充电参数信息传递给所述适配器USB通信解码模块，所述适配器USB通信解码模块解析所述充电参数信息形成解析结果并传递给所述适配器微控制器，所述适配器微控制器根据所述解析结果控制所述适配器调制解调模块将所述充电参数信息调制为射频信号，所述适配器天线将所述射频信号传递给所述主体天线，所述调制解调模块将所述主体天线接收到的所述射频信号还原为待充电设备的充电参数信息并传递给所述微控制器，所述微控制器调节所述谐振电路模块输出的电能参数，使其与待充电设备的充电参数信息匹配。
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