CN107026495A - 一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法，包括太阳能电池板、控制开关、升降压电路、高频天线、高频交流转直流电路和充电储能模块，所述太阳能电池板分别连接升降压电路和控制开关，控制开关还连接充电储能模块，升压电路的输出端连接充电储能模块，充电储能模块输出电压到锂电池或超级电容中；高频天线连接高频交流转直流电路也可输出电压到锂电池或超级电容中。本发明提供一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法及装置，基本不需要人员过多参与而使得智能电子设备持续工作，给人类生活以更舒适的体验。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品和储能设备应用，具体是一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法。
背景技术
科技发达的当今社会，电子设备智能化，易用化，环保化，催生了绿色能源的高效应用。为了促进电子设备能够更好的服务人类生活，一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法将能够源源不断的收集，储存，提供电能，让微型电子设备进入“永生”模式，超长时间的自动提供智能化服务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法，包括太阳能电池板、控制开关、升降压电路、高频天线、高频交流转直流电路和充电储能模块，所述太阳能电池板分别连接升降压电路和控制开关，控制开关还连接充电储能模块，升压电路的输出端连接充电储能模块，充电储能模块还输出电压到锂电池或超级电容中，所述高频天线接收电磁波并传输到转换模块，转换模块将高频信号转成直流电能信号并传输到锂电池或超级电容中。
作为本发明进一步的方案：所述太阳能电池板选用柔性超薄材质，厚度在0.5mm至10mm内，长宽尺寸在20mm至500mm内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法及装置，基本不需要人员过多参与而使得智能电子设备持续工作，给人类生活以更舒适的体验。
附图说明
图1是本发明一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法实施一例摘要图；
图2是本发明一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法实施一例流程图；
图3是本发明一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法实施一例的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法，所述方法包括： 小型化太阳能电池板，特别选用柔性超薄材质设计，厚度在0.5mm至10mm内，长宽尺寸在20mm至500mm内，确保可以以最小的面积输出足够电能。 依据太阳能电池材料特性及IV曲线，优先将电池晶体布局以并联方式选择，输出最高开路电压控制在5.5V内确保满足设计方法应用的前提下输出最大的电流，电流范围会在0至200mA内，满足小型化应用。当太阳光线充足的情况下，太阳能电池板输出能量充足，电压达到4.6V至5.5V，通过比较开关电路，将电能输出到自适应充电模块，以便给储能设备锂电池或超级电容补充能量。当太阳光线弱的情况下，太阳能电池板输出能量偏低，电压达到0.8V至4.6V通过比较开关电路，将电能输出到升降压模块将电压稳定到4.4V，将电能输出到自适应充电模块，以便给储能设备锂电池或超级电容补充能量。当无太阳光线或者太阳光线不足情况下，太阳能电池板输出电压低于0.8V，不能够提供足够能量补充到储能设备，此时电磁波能量收集电路会工作，主要收集空间中900Mhz至2.4GHz高频信号，将此能量直接输出为电能，给储能设备锂电池或超级电容补充能量，充电电流会在0至50mA内。当空间中900Mhz至2.4GHz信号强度较弱，为了保证足够大的电磁波能量，可以在固定空间位置架设小型高频信号发射源功率在2W至10W内，满足应用设备在固定位置附近可以正常使用电磁波能量存储为电能。
当储能设备能量充满以后，整个系统将进入待机模式，确保系统安全。
本发明的工作原理是：如图2所示，本发明一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法一个实例包括了图3电路 应用于 宠物智能定位设备，包括：
太阳能及电磁波能量存储电路模块安装在小型智能宠物定位项圈，此定位项圈通过GPS和基站进行位置判定，并通过2G/3G/4G网络上传数据到平台，宠物主人可以通过网络平台获取宠物每天运动轨迹和实时位置信息。 此定位项圈内置锂电池容量为1000mAH,产品待机电流小于2mA，产品定位上传数据时电流小于300mA，平均1分钟定位上传一次数据，定位上传数据完成时间为5S，则一天平均耗电小于644mAH（公式计算：（300*5+2*55）/60*24）,如果增加重力加速度检测判断功能可以在定位项圈移动范围不大的情况下减少定位和上传的频率，一天平均耗电有机会小于200mAH，则此产品电池满电情况下可以持续工作5天时间。
如图2步骤1，当每天宠物带着项圈出去户外活动8小时，平均阳光充足时间1小时，充电电流200mA; 阳光一般时间6小时，充电电流100mA；阳光较弱时间1小时，充电电流50mA； 则一天太阳能电池板可以给电池充电850mAH. 中国地理版图统计数据年平均日照时间为4小时，则最终评估 太阳能电池板可以给定位项圈电池充电425maH. 基本满足此产品设计应用需求，定位项圈可以长期正常工作。
如图2步骤2，当每天宠物带着项圈呆在室内，平均时间8小时，会在宠物居所附近安置固定高频定向信号发射源，发射源自动检测到宠物项圈靠近时，会启动功率发射，使得定位项圈通过电磁波能量存储模块获取到电能给锂电池充电，当定位项圈距离功率发射源距离在1米左右时，发射源高频信号功率为5W，最终转换到电池上的充电电流有5mA，则一天电磁波能量模块可以给定位项圈锂电池充电40mAH。
如图3所示，本发明一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法一个实例电路，包括：
太阳能供电: 通过太阳能电池板将太阳光能量转化为电能，输出能力最大电压5.5V;最大电流200mA；预计外形尺寸270mm*40mm*0.7mm;
升降压电路: 将太阳能电池板输出电压经过整形电路，稳定到4.4V电压，最大输出电流可达到1000mA;预计外形尺寸15mm*15mm*2mm;
充电储能电路：自适应充电管理电路，采用功率守恒原理和锂电池充电特性设计的充电模块，可以给锂电池进行充电，充电电流自动调整范围1mA至600mA,最大充电截止电压可设置为4.2V至4.35V; 预计外形尺寸10mm*10mm*2mm;
保护电路: 锂电池电芯保护电路，避免过充，过放，过压，过流等异常导致电芯有发热燃烧的危险，对储能设备做好安全可靠的保护。预计外形尺寸10mm*6mm*2mm;
高频信号转直流电能：高频空间信号收集模块，通过天线耦合，将900MHz手机信号收集，并通过整流电路，将之转化为直流电能，附上稳压电路，将输出电压稳定在4.2V,单个模块最大输出电流能力50mA; 预计外形尺寸20mm*15mm*2mm;
自动控制电路：自动优化控制电路，依据收集能量大小以及电池实际储能情况，选择最优的充电方式，可以扩展提升效率和电路的稳定性。
Claims (2)
1.一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法，其特征在于，包括太阳能电池板、控制开关、升降压电路、高频天线、高频交流转直流电路和充电储能模块，所述太阳能电池板分别连接升降压电路和控制开关，控制开关还连接充电储能模块，升压电路的输出端连接充电储能模块，充电储能模块还输出电压到锂电池或超级电容中，所述高频天线接收电磁波并传输到转换模块，转换模块将高频信号转成直流电能信号并传输到锂电池或超级电容中。
2.根据权利要求1所述的一种微型高效太阳能及电磁波能量存储为电能的方法，其特征在于，所述太阳能电池板选用柔性超薄材质，厚度在0.5mm至10mm内，长宽尺寸在20mm至500mm内。
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