CN104753147A

CN104753147A - 用于微型水流发电机的充电控制系统

Info

Publication number: CN104753147A
Application number: CN201310747055.4A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 陈晓东; 陈跃钢
Original assignee: Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Current assignee: Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-01

Abstract

本发明公开了一种用于微型水流发电机的充电控制系统，包括：整流电路，该整流电路对输入的交流电进行整流且输出直流电；以及稳压电路，该稳压电路对从所述整流电路输出的直流电进行稳压，该充电控制系统还包括充电管理电路，该充电管理电路对进行了所述稳压之后的直流电进行充电管理且将电量储存在充电电池中。本发明的充电控制系统重新改进了设计，对微型水流发电机产生的低压小电流的充电效率提高了50-60%，充电电池使用寿命也延长了3-4年，使充电电池更加安全稳定。

Description

用于微型水流发电机的充电控制系统

技术领域

本发明涉及一种充电控制系统，特别涉及一种用于微型水流发电机的充电控制系统。

背景技术

近年来，微型水流发电机在智能仪器仪表的领域中已经得到广泛应用，例如：感应水龙头、感应小便器、感应喷头、花洒、智能水表等。一般来讲，这些设备都需要用到充电控制系统，给它们的充电电池充电，但是市面上的设备的充电转换效率低（10～20%），使用寿命短，安全可靠性差，有的甚至无法充电。而且，在市面上的设备中，一般也不会去专门去设置一个充电管理电路。这是因为，第一，会增加成本，第二，市面上常用的充电电池管理芯片，在充电的时候，需要500毫安以上的电流，并且其自身的功耗较大，不适合使用在小功率的充电控制系统中。因此，为满足在低电压小电流小功率的条件下给这些智能仪器仪表的充电电池进行安全高效的充电的使用要求，需要提供一种新型的充电控制系统，保证充电电池一直有充足的电量，使智能仪器仪表能够安全稳定的工作。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种新的用于微型水流发电机的充电控制系统，应用于微型水流产生的低电压小电流小功率的充电控制，可以解决在低电压小电流充电时遇到的充电转换效率低、使用寿命短、有的甚至无法充电的问题。

本发明提供一种用于微型水流发电机的充电控制系统，包括：

整流电路，该整流电路对输入的交流电进行整流且输出直流电；以及

稳压电路，该稳压电路对从所述整流电路输出的直流电进行稳压，

该充电控制系统的特征在于，

还包括充电管理电路，该充电管理电路对进行了所述稳压之后的直流电进行充电管理且将电量储存在充电电池中，

进行所述充电管理是指将充电时的充电电流控制在50～150毫安。

在另一优选例中，所述整流电路中的整流二极管是肖特基二极管。

在另一优选例中，所述稳压电路包括LDO线性稳压芯片。

在另一优选例中，所述充电电池是锂离子电池。

在另一优选例中，所述肖特基二极管的导通压降小于等于0.3伏。

在另一优选例中，所述LDO线性稳压芯片的压差小于0.5伏。

在另一优选例中，所述充电管理电路的待机电流小于25微安。

本发明中的充电控制系统为了解决原先转换效率低，使用充电电池寿命短，甚至无法充电的问题，重新改进了设计，对微型水流发电机产生的低压小电流的充电效率提高了50-60%，充电电池使用寿命也延长了3-4年，使充电电池更加安全稳定。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本发明的充电控制系统的结构框图。

图2为示出本发明的充电控制系统中电流流向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是示出了本发明的用于微型水流发电机的充电控制系统的结构框图。如图1所示，充电控制系统10用于微型水流发电机11，该充电控制系统10包括整流电路2、稳压电路4和充电管理电路6。具体来说，微型水流发电机11的输出端与整流电路2的输入端连接，整流电路2的输出端与稳压电路4的输入端连接，稳压电路4的输出端与充电管理电路6的输入端连接，充电管理电路6的输出端与充电电池12 连接，最终将微型水流发电机的电量储存在充电电池12中。

图2为示出本发明的充电控制系统中电流流向的示意图。如图2所示，微型水流发电机产生的电量，通过充电控制系统（即整流电路，稳压电路，充电管理电路）之后，存储在充电电池中，提供给智能仪器仪表来使用。

微型水流发电机发出的交流电，经过整流电路，输出的直流电的电压是5-8V。整流电路中的整流二极管，可以选用市场上常见的整流二极管，例如正向压降为0.7伏以上的整流二极管IN4007，同时，整流二极管更优选为，例如选用低功耗高速的正向压降很低的肖特基二极管，相比于选用整流二极管IN4007时的转换效率只有30-40%左右，选用肖特基二极管的话正向压降低，自身的损耗低，导通速度快，反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），且整流电流却可达到几千毫安，能使转换效率提高到85-90%以上。肖特基二极管进一步优选为压降小于等于0.3伏。

整流之后的直流电经过稳压电路，输出的直流电的电压在3.7伏-4.2伏之间。稳压电路可以选用市场上常见的稳压芯片，例如高压差的三端稳压芯片7805，同时，稳压电路更优选为，例如选用低功耗压差小的LDO线性稳压芯片，相比于选用传统的压差大于1.5伏的稳压芯片时的转换效率只有30-40%左右，选用LDO线性稳压芯片能减小自身的损耗，使转换效率提高到80-90%以上。LDO线性稳压芯片进一步优选为压差小于0.5伏。

在现有的用于微型水流发电机的充电控制系统中一般都没有充电管理电路，而是电源直接给充电电池充电，这样会给充电电池的使用寿命降低，并且充电效率低。本发明的用于微型水流发电机的充电控制系统设有专门的充电管理电路，该充电管理电路选择低功耗的专用充电电池管理芯片，可自动实现恒流、恒压、涓流充电模式的切换，充电时当电池充满后自动终止充电进入待机模式，待机电流小于25微安。同时，该充电管理电路有电压检测、自动循环充电的功能，能够可编程地设置充电电流大小，根据微型水流发电机的功率，可以使充电电流稳定在50-150毫安，从而实现了以小电流进行充电。

最终，经过充电管理之后，电量存储在充电电池中。该充电电池可以选用市场上常见的任何一种充电电池，例如锂离子电池。

当然，以上所述仅是本发明的一种实施方式而已，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均属于本发明权利要求的保护范围之内。

附图标记说明：

2：整流电路

4：稳压电路

6：充电管理电路

10：充电控制系统

11：微型水流发电机

12：充电电池。

Claims

1.一种用于微型水流发电机的充电控制系统，包括：

该充电控制系统的特征在于，

2.如权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

所述整流电路中的整流二极管是肖特基二极管。

3.如权利要求1或2所述的充电控制系统，其特征在于，

所述稳压电路包括LDO线性稳压芯片。

4.如权利要求1中所述的充电控制系统，其特征在于，

所述充电电池是锂离子电池。

5.如权利要求2中所述的充电控制系统，其特征在于，

所述肖特基二极管的导通压降小于等于0.3伏。

6.如权利要求3中所述的充电控制系统，其特征在于，

所述LDO线性稳压芯片的压差小于0.5伏。

7.如权利要求1中所述的充电控制系统，其特征在于，

所述充电管理电路的待机电流小于25微安。