CN108832706A - 一种太阳能手机充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能手机充电装置，包括柔性太阳能电池板，放置在安装盒内连接于电池板的MPPT模块，所述MPPT模块连接有自动断路电路，所述自动断路电路连接有充电模块对锂电池进行充电，锂电池连接有升压模块后通过USB口输出电压，同时所述MPPT模块直接连接USB口输出电压。本发明使用MPPT模块提高电池板输出效率，使用小容量锂电池缓冲电池板功率不足时的充电间隙，避免频繁启停充电电路，转换效率高，使用寿命长，不会造成安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及手机充电宝领域，具体的说是一种太阳能手机充电装置。
背景技术
随着手机功能的极大化，手机的电池容量瓶颈越来突出，这也就催生了手机充电宝行业的快速发展，充电宝也称为移动电源，是一种供电与充电一体的便携式充电器，一般情况下，用户需要用电源对充电宝事先充电后使用，但在在户外旅行时，没有电源补充电量，太阳能充电宝会尤为方便。
现有技术中，太阳能充电宝会自带大容量储能电池，但存在电池板面积不足而导致充电缓慢，电池板转化效率不高，且电池在阳光直射的高温下极易引发自燃事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种太阳能手机充电装置，采用小容量锂电池缓冲输出电压，采用薄膜式太阳能电池板供电直充，安全方便，容易嵌入背包、帽子等物件中。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种太阳能手机充电装置，包括覆盖在装置表面的太阳能电池板，所述太阳能电池板连接有用于追踪最大功率点的MPPT降压模块，所述MPPT降压模块连接有自动断路电路，所述自动断路电路连接有充电模块和USB口，所述充电模块连接有用于暂时存储电能和缓冲电压的锂电池，所述锂电池连接有升压模块，所述升压模块连接所述USB口用于输出电能。
所述太阳能电池板采用柔性薄膜太阳能电池板，能够贴覆于物体表面。
所述太阳能电池板带有引出接口与放置在安装盒内的电路模块相连。
所述MPPT模块的输入电压范围在7.5-28V，输出电压5-5.5V，根据所述太阳能电池板的类型和输出电压范围设置最大跟踪功率点。
所述自动断路电路包括第六二极管、第十七电阻和第十三电容，所述第六二极管的阳极连接所述MPPT降压模块的输出端，所述第六二极管的阴极连接所述第十七电阻的一端，所述第十七电阻远离所述第六二极管的一端接地，所述第十七电阻的两端并联所述第十三电容，所述第十三电容远离地的一端连接于所述充电模块的使能引脚。
所述第十七电阻的阻值R，所述第十三电容的容值C与延时断电的延时时间t满足关系式t＝RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]，其中V1为最终可放电到的电压值，一般为0V，V0为放电初始电压值，Vt为所述充电模块的使能端电压阈值。
所述锂电池采用小容量的锂聚合物电池，所述锂电池内置有充放电保护板。
本发明的有益效果是：
本发明将太阳能电池板与充电电路模块分离安装，排除电路与电池过热引发的安全隐患；能够根据太阳能的大小调节输出功率，转化效率更高；带有小型锂电池缓冲输出电压，短时间的光线不足不会造成断电，对取电设备不会频繁启停充电；省去中间电压转换步骤，直充效率更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的机械安装示意图；
图2为本发明的电路模块图；
图3为本发明的电路原理图；
图4为图3的I放大图；
图5为图3的Ⅱ放大图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1所示的机械安装示意图：
薄膜式的太阳能电池板1可以覆盖安装于纺织物或器物的表面，对于户外出行者来说可以缝制在背包或帽子上，也可粘贴在塑料板表面，所述太阳能电池板1的正负极通过导线连接有接口1a。
各种电路模块和电池被装入安装盒2a内，以防止在阳光直射下过热起火，或在雨天下不慎进水损毁电路板，所述安装盒2a内部安装有PCB板2c，所述PCB板2c的下端粘贴有小容量的锂聚合物电池2d，在经过树荫或电池板暂时有覆盖物时无法输出足够电压，锂电池起到暂时补充电能的作用，防止对手机或充电宝频繁启停充电，锂电池一般可以选用100-500mah的单节小容量电池，减小模块的体积，同时可以缓冲一端太阳能不足的时间，待光照恢复，太阳能功率足够时重新为锂电池充电以备下次使用。
所述PCB板2c的一端安装有输入端子2b，所述PCB板2c的另一端安装有输出USB接口2e，USB接口可以设置一个或两个，根据太阳能电池板的输出功率，若输出功率较小，只能为一个用电器充电则只设置一个，若输出功率较大，则可设置两个或多个USB口。
如图2所示的电路模块图：
柔性太阳能电池板1的输出接入有MPPT模块2，MPPT控制器全称为最大功率点跟踪太阳能控制器，通过MPPT芯片内部的控制电路，跟踪太阳能电池板的最大功率点，保证输出功率尽量接近于输入功率，减小功率损耗，可比使用太阳能电池板直接供电的方式提高20-30％的效率。
所述MPPT模块2连接有自动断路电路3，所述自动断路电路3连接有充电模块4，所述充电模块4连接有锂电池5，锂电的电压一般在4.2V，所以还需要连接升压模块6对锂电的输出升压到5V，才能通过连接有USB口7输出电能，此外所述MPPT模块2直接连接所述USB口7，在光线充足时，所述MPPT模块2直接输出电压，此时所述锂电池5不需介入对用电器充电，同时在所述锂电池5亏电的状态下，所述MPPT模块2也会提供一部分电能对锂电进行充电。当光线不足时，切换到所述锂电池5供电，锂电的对输出电压进行缓冲，锂电充电的时间由所述自动断路电路3决定，设置一个几分钟至十几分钟的缓冲时间，可以保证输出的稳定性，同时又不会对锂电过放造成损伤。
如图3-5所示的电路原理图：
接线口P1用于连接太阳能电池板的输出端子，所述接线口P1的1脚连接有第五电阻R5后串接第十电阻R10接地，所述第十电阻R10远离地的一端连接有MPPT芯片U1的7脚，所述MPPT芯片U1采用CN3722芯片，通过所述第五电阻R5和所述第十电阻R10的分压网络，设置太阳能电池板的最大功率点电压，在这个电压下，电池板的输出功率达到最大，一般为电池板开路电压的0.8倍。
图3中点Pa为所述MPPT模块2的电压输出点，点Pa连接有第四二极管D4后连接USB口P3的正极直接输出电压，点Pa还连接有充电芯片U4的4脚和8脚对锂电池进行充电，此外点Pa连接有第六二极管D6后串接第十七电阻R17后接地，所述第十七电阻R17并联有第十三电容C13,所述第十七电阻R17远离地的一端连接有升压芯片U2的4脚用于控制升压电路的输出使能。
所述第十七电阻的阻值R，所述第十三电容的容值C与延时断电的延时时间t满足关系式t＝RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]，其中V1为最终可放电到的电压值，一般为0V，V0为放电初始电压值，Vt为所述充电模块的使能端电压阈值。
当Pa点电压低于输出电压5V时，此时所述MPPT模块2的输出电流为0，由于第六二极管D6的阻断作用，由第十七电阻R17和第十三电容C13组成的RC放电电路会缓慢放电，导致第十三电容C13的正极电压不断下降，当下降到所述升压芯片U2的使能电压阈值以下时，升压电路停止输出，锂电也不再向外输电，此时才完全断开了充电。
由于户外旅行使用太阳能充电时，不一定在一个完全阳光直射的地点连续充电，有可能遭遇树荫、太阳能板被物体覆盖等情况，这种情况往往发生的时间较短，短则几秒长则几分钟，但频繁的太阳能不稳定会造成USB口输出时有时无，对连接在上面的取电器频繁启停充电，严重时会危害内部电路，损坏芯片，使用本发明的太阳能充电装置，能够最大效率地转换太阳能，同时采用小容量锂电池缓冲太阳能不足的充电间隙，效率更高，充电更稳定。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种太阳能手机充电装置，包括覆盖在装置表面的太阳能电池板(1)，其特征在于：所述太阳能电池板(1)连接有用于追踪最大功率点的MPPT降压模块(2)，所述MPPT降压模块(2)连接有自动断路电路(3)，所述自动断路电路(3)连接有充电模块(4)和USB口(7)，所述充电模块(4)连接有用于暂时存储电能和缓冲电压的锂电池(5)，所述锂电池(5)连接有升压模块(6)，所述升压模块(6)连接所述USB口(7)用于输出电能。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能手机充电装置，其特征在于：所述太阳能电池板(1)采用柔性薄膜太阳能电池板，能够贴覆于物体表面。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能手机充电装置，其特征在于：所述太阳能电池板(1)带有引出接口与放置在安装盒内的电路模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能手机充电装置，其特征在于：所述MPPT模块(2)的输入电压范围在7.5-28V，输出电压5-5.5V，根据所述太阳能电池板(1)的类型和输出电压范围设置最大跟踪功率点。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能手机充电装置，其特征在于：所述自动断路电路(3)包括第六二极管(D6)、第十七电阻(R17)和第十三电容(C13)，所述第六二极管(D6)的阳极连接所述MPPT降压模块(2)的输出端，所述第六二极管(D6)的阴极连接所述第十七电阻(R17)的一端，所述第十七电阻(R17)远离所述第六二极管(D6)的一端接地，所述第十七电阻(R17)的两端并联所述第十三电容(C13)，所述第十三电容(C13)远离地的一端连接于所述充电模块(4)的使能引脚。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能手机充电装置，其特征在于：所述第十七电阻(R17)的阻值R，所述第十三电容(C13)的容值C与延时断电的延时时间t满足关系式t＝RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]，其中V1为最终可放电到的电压值，一般为0V，V0为放电初始电压值，Vt为所述充电模块(4)的使能端电压阈值。
7.根据权利要求4所述的一种太阳能手机充电装置，其特征在于：所述锂电池(5)采用小容量的锂聚合物电池，所述锂电池(5)内置有充放电保护板。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110797960A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-14 | 苏州市翌科斯拓机电科技有限公司 | 一种太阳能充电移动电源及太阳能充电方法 |
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2018
- 2018-05-03 CN CN201810412805.5A patent/CN108832706A/zh not_active Withdrawn
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