CN1980037A - 可携式太阳能充电器 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种可携式太阳能充电器，其是在一外壳上设置一太阳集能板，用以吸收外部光源的光线，并将光能转换成电能后，藉由内部的控制电路送至一锂聚合物电池中储存备用，且可以提供不同的输出电压，以对各式的电子产品充电，在充电时，可由内部的控制电路保护锂聚合物电池的过充过放及太阳集能板的防逆，另具有可随身携带、不受环境限制且运用广泛等优点。

Description

可携式太阳能充电器

技术领域

本发明是关于一种可携式太阳能充电器，尤指一种利用太阳集能板将收集光能转换为电源，再由内部控制电路将电源转换成直流电源，以供锂聚合物电池作为充电电流，且易于携带的充电器。

背景技术

携带式电子产品已成为现代人所必备的电子设备，如笔记型电脑、MP3随身听、PDA、手机、数位相机等等，然而科技产品虽然很好用，但最怕在需要使用时才发现已经没电无法使用，临时又无法找到电源充电，加上其充电座使用时需受限于室内使用，当身处户外或无市电插座的地点，即使带了各式笨重又缠人的电源线，也无法对携带式电子产品充电，对于得经常长时间在外工作或活动的人，常遭遇一次又一次电源不足而无法使用电子产品的窘境；而一旦电子产品电力耗尽后，携带式电子产品便完全丧失其功能。

由此可见，上述现有的可携式充电器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决可携式充电器存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的可携式太阳能充电器，便成了当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的可携式充电器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的可携式太阳能充电器，能够改进一般现有的可携式充电器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的可携式充电器存在的缺陷，而提供一种新型结构的可携式太阳能充电器，所要解决的技术问题是使其不受使用环境限制，不论户内外或是白昼与夜晚，都能随时供给电力给需要用电的产品上作短暂充电，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的可携式太阳能充电器，其包括：一外壳，其上设有复数个供电插座；一太阳集能板，设于外壳表面，用以吸收外部光源所发出的光线，并将光能转换成直流电能；一锂聚合物电池组，是设于外壳内部；以及一控制电路，设于外壳内部，其输入端与太阳集能板连接，其输出端分成两路，其一连接至锂聚合物电池组，而另外一路则连接至外壳上的供电插座；其中该控制电路主要包括一馈电及充电电路、一电量显示电路、一保护电路及一直流转换电路。

藉此，太阳集能板在受到光源的照射下，将所吸收的光能转换成电能后，经控制电路传送至锂聚合物电池中储存备用；若需充电，控制电路即控制储存于锂聚合物电池的电能输出至该供电插座，再经由供电插座供给予待充电的电子产品连接，藉以达到随时充电的目的；又，锂聚合物电池的电力可经由太阳能充电板随时补充，更是取之不尽的能源。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的可携式太阳能充电器，其中所述的外壳进一步设有一电池电量指示开关与一电池电量指示灯。

前述的可携式太阳能充电器，其中所述的控制电路的馈电及充电电路，与该电量显示电路、该保护电路及该直流转换电路电性连接，其包括一与市电电源连接的市电充电接点、一与太阳集能板连接的太阳能板接点、一电量显示电路接点、一开关晶片与一检测元件、一比较器及一基准源，该基准源用以提供控制电路运作所需的基准电压。

前述的可携式太阳能充电器，其中所述的电量显示电路与外壳上的电池电量指示灯及电池电量指示开关电性连接，其包括复数电池电压检测晶片与复数构成电池电量指示灯的发光二极管，每个检测晶片的输出端皆通过一电阻与一发光二极管连接。

前述的可携式太阳能充电器，其中所述的保护电路是与该馈电及充电电路及该锂聚合物电池组电性连接，其包括一控制晶片、复数个开关晶片、一输出电压卡座及复数电池接点，其中复数电池接点是分别与锂聚合物电池组连接，并由控制晶片对连接予电池接点的锂聚合物电池组进行过充、过放、过流与短路保护及对该输出电压卡座输出电压于外部电子设备充电等功能。

前述的可携式太阳能充电器，其中所述的直流转换电路与该保护电路及外壳上复数供电插座电性连接，其包括一负责电压信号检测晶片、二开关晶片、一压降控制晶片与一过流短路检测控制晶片；用以将储存于锂聚合物电池组内的交流电转变为直流电，提供不同的输出电压予对应的供电插座。

前述的可携式太阳能充电器，其中所述的直流转换电路可提供5.3V、7.6V、12V、16.8V的输出电压。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明可携式太阳能充电器至少具有下列优点：

1、本发明采用锂聚合物电池作为电力储备装置，锂聚合物电池具有低成本、易加工、热与化学稳定性佳、高速充放电、较不具毒性，兼具使用便利与环保。

2、本发明可以提供居家、办公处所或外出携带使用，使携带式电子产品的充电不再受限于使用场所，对于长时间在外工作或活动的人而言，免去了无电可用的窘境；对得经常出国的人士，免去了携带不同国家用的不同变压整流器的困扰。

综上所述，本发明特殊结构的可携式太阳能充电器，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的可携式充电器具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的立体外观图。

图2是本发明的立体分解图。

图3是本发明的控制电路方块图。

图4是控制电路的馈电及充电电路的详细电路图。

图5是控制电路的电量显示电路的详细电路图。

图6是控制电路的保护电路的详细电路图。

图7是控制电路的直流转换电路的详细电路图。

10：外壳            11：供电插座

12：电池电量指示灯  13：电池电量指示开关

20：太阳集能板      30：锂聚合物电池组

40：控制电路        41：馈电及充电电路

42：电量显示电路    43：保护电路

44：直流转换电路

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的可携式太阳能充电器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的可携式太阳能充电器，请配合参阅图1、图2所示，该可携式太阳能充电器包括：

一外壳10，其上设有复数个供电插座11、一电池电量指示灯12与一电池电量指示开关13；

一太阳集能板20，以可对折形式贴合于外壳10表面，用以吸收外部光源所发出的光线，将光能转换为直流电能；

一锂聚合物电池组30，设于外壳10内部，在本实施例中，是由复数锂聚合物电池组成；

一控制电路40，设于外壳10内部，其输入端是与太阳集能板20电性连接，用以接收太阳集能板20所产生的电能；其输出端分成两路，其一连接至锂聚合物电池组30，而另外一路则连接至外壳上复数个供电插座11；

由上述说明可看出本发明的基本构造型态，至于上述控制电路40的电路方块图请参阅图3所示，其包括：一馈电及充电电路41、一电量显示电路42、一保护电路43、一锂聚合物电池组30、一直流转换电路44及一供电插座11，该等详细电路请参阅图4～图7所示：

上述馈电及充电电路41(如图4所示)是与电量显示电路42、保护电路43及直流转换电路44电性连接，并其包括一与市电电源连接的市电充电接点J10、一与太阳集能板20连接的太阳能板充电接点J11、一电量显示电路接点J12、一开关晶片U6、一检测元件Q8、一比较器U11A及一基准源T1，该基准源T1是用以提供本控制电路40运作所需的基准电压。

上述馈电及充电电路41的充电动作依照电源来源的不同而分为太阳能板充电及市电充电；当市电充电接点J10连接至市电电源(图中未示)时，该检测元件Q8会检测到市电充电接点J10有电流输入，则该开关晶片U6会控制太阳能板充电接点J11与太阳能板中断连接，以停止由太阳集能板20获得电源来充电，如此即能转而由市电进行充电；但是当检测元件Q8检测到市电充电接点J10无电流时，该开关晶片U6则控制太阳能板充电接点J11与太阳集能板20连接，以获取太阳集能板20的电能进行充电；亦即，当足够光线照射在太阳能集板20上，使太阳能电压超过锂聚合物电池组30电压时，太阳能转换的电压便对锂聚合物电池组30进行充电；此部份亦具有防反充功能，也就是说当没有光线照射时，检测元件Q8检测不到由太阳能转换的电压时，即由开关晶片U6控制关闭太阳能板充电接点J11，因此不会出现锂聚合物电池组30对太阳能板20充电的情形。

又，上述馈电及充电电路41的馈电动作：该比较器U11A检测到锂聚合物电池组30电量剩余5％时，藉由电量显示接点J12供电予电量显示电路42，以作出电量不足的警示。

上述电量显示电路42(如图5所示)是与外壳10上的电池电量指示灯12及电池电量指示开关13电性连接，其包括复数个电池电压检测晶片U1A/B/C、U2A/B/C、U3A/B/C与10颗发光二极管D1～D10，每个检测晶片的输出端皆通过一电阻与一发光二极管D1～D10连接，发光二极管D1～D10即构成外壳10上的电池电量指示灯12，分别用以表示锂聚合物电池组30电量剩余10％、20％、30％......100％及充电指示；当外壳10上的电池电量指示开关13，即S1，被按下时，复数电压检测晶片U1A/B/C、U2A/B/C、U3A/B/C即通过电阻分压检测锂聚合物电池组30的电压，并驱动电池电量指示灯12对应亮起；以U1A为例，当U1A检测到锂聚合物电池组30放电10％时，即控制发光二极管D1灭掉，其他发光二极管D2～D10也是一样的工作原理。

同上所述，当对电池充电时，驱动外壳10上的电池电量指示灯12亮起作为充电指示。

一保护电路43(如图6所示)是与馈电及充电电路41及锂聚合物电池组30电性连接，利用太阳集能板20通过控制电路40中的馈电及充电电路41内的太阳能板充电接点J11，将太阳能转换的电压经由馈电及充电电路41及保护电路43对锂聚合物电池组30进行充电，其包括：一控制晶片U1、复数个开关晶片U2～U5与可输出电压的卡座J6及电池接点J1～J5所组成，其是分别与锂聚合物电池组连接，由控制晶片U1对连接予电池接点J1～J5的锂聚合物电池组30进行过充、过放、过流与短路保护及对J6输出电压于外部电子设备充电等功能。

上述保护电路43的过充保护动作：当控制晶片U1侦测到接点J1～J5所连接的锂聚合物电池组30中任一电池电压达到16.8V时，控制晶片U1即控制U2及U5截止以停止太阳集能板20利用太阳能板充电接点J11将太阳能转换的电压对锂聚合物电池组30充电；

上述保护电路43的过放保护动作：利用储存于锂聚合物电池组30内的电力通过保护电路41中的J6或直流转换电路44中的J7、J8、J9对外部电子设备充电时，当控制晶片U1侦测到接点J1～J5所连接的锂聚合物电池组30中任一电池电压低于12V时，控制晶片U1即控制U3及U4关闭以停止锂聚合物电池组30继续通过保护电路43中的J6或直流转换电路44中的J7、J8、J9对外部电子设备充电，避免锂聚合物电池组30出现过放情况。

上述保护电路43的过流保护动作：利用储存于锂聚合物电池组30内的电力通过保护电路43中的J6或直流转换电路44中的J7、J8、J9对外部电子设备充电时，当控制晶片U1侦测到由U1流至J1经U2、U3、U4、U5到J6的输出电流超过设定的上限电流时，控制晶片U1即控制U3及U4关闭以避免锂聚合物电池组30继续通过保护电路43中的J6或直流转换电路44中的J7、J8、J9对外部电子设备充电，而出现过流情况。

上述保护电路43的短路保护动作：利用储存于锂聚合物电池组30内的电力通过保护电路43中的J6或直流转换电路44中的J7、J8、J9对外部电子设备充电时，当控制晶片U1侦测到输出出现短路时，控制晶片U1即控制U3及U4关闭以保护锂聚合物电池组30。

一直流转换电路44(如图7所示)，是与前述保护电路43及外壳10上的供电插座11电性连接，其包括一负责电压信号检测晶片U7、二开关晶片U8及U9、一压降控制晶片U10与一过流短路检测控制晶片U11；用以将储存于锂聚合物电池组30内的交流电转变为直流电，分别提供5.3V、7.6V、12V、16.8V的输出电压予供电插座11 J7、J8、J9、J6；其中：

当控制晶片U11侦测到供电插座11 J7、J8、J9、J6的输出电压高于设计的输出电压时，U10即改变对应输出接脚的电位以控制开关晶片U8及U9关闭，令J7、J8、J9、J6的输出电压下降到设计值；

当控制晶片U11侦测到供电插座11J7、J8、J9、J6的输出电压低于设计的输出电压时，U10即改变对应输出接脚的电位以控制开关晶片U8及U9导通，令J7、J8、J9、J6的输出电压回升到设计值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1、一种可携式太阳能充电器，其特征在于其包括：

一外壳，其上设有复数个供电插座；

一太阳集能板，设于外壳表面，用以吸收外部光源所发出的光线，并将光能转换成直流电能；

一锂聚合物电池组，设于外壳内部；以及

一控制电路，设于外壳内部，其输入端与太阳集能板连接，其输出端分成两路，其一连接至锂聚合物电池组，而另外一路则连接至外壳上的供电插座；其中该控制电路主要包括一馈电及充电电路、一电量显示电路、一保护电路及一直流转换电路。

2、根据权利要求1所述的可携式太阳能充电器，其特征在于其中所述的外壳进一步设有一电池电量指示开关与一电池电量指示灯。

3、根据权利要求2所述的可携式太阳能充电器，其特征在于其中所述的控制电路的馈电及充电电路，是与该电量显示电路、该保护电路及该直流转换电路电性连接，其包括一与市电电源连接的市电充电接点、一与太阳集能板连接的太阳能板接点、一电量显示电路接点、一开关晶片与一检测元件、一比较器及一基准源，该基准源是用以提供控制电路运作所需的基准电压。

4、根据权利要求3所述的可携式太阳能充电器，其特征在于其中所述的电量显示电路与外壳上的电池电量指示灯及电池电量指示开关电性连接，其包括复数电池电压检测晶片与复数构成电池电量指示灯的发光二极管，每个检测晶片的输出端皆通过一电阻与一发光二极管连接。

5、根据权利要求4所述的可携式太阳能充电器，其特征在于其中所述的保护电路与该馈电及充电电路及该锂聚合物电池组电性连接，其包括一控制晶片、复数个开关晶片、一输出电压卡座及复数电池接点，其中复数电池接点分别与锂聚合物电池组连接，并由控制晶片对连接予电池接点的锂聚合物电池组进行过充、过放、过流与短路保护及对该输出电压卡座输出电压于外部电子设备充电等功能。

6、根据权利要求5所述的可携式太阳能充电器，其特征在于其中所述的直流转换电路与该保护电路及外壳上复数供电插座电性连接，其包括一负责电压信号检测晶片、二开关晶片、一压降控制晶片与一过流短路检测控制晶片；用以将储存于锂聚合物电池组内的交流电转变为直流电，提供不同的输出电压予对应的供电插座。

7、根据权利要求6所述的可携式太阳能充电器，其特征在于其中所述的直流转换电路可提供5.3V、7.6V、12V、16.8V的输出电压。

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