CN202395487U

CN202395487U - 一种便携式太阳能电源

Info

Publication number: CN202395487U
Application number: CN2011205471968U
Authority: CN
Inventors: 董春光
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-12-23

Abstract

本实用新型公开了一种便携式太阳能电源，属于电源应用领域。本实用新型中，外置电源适配器和太阳能充电模块通过二极管隔离并联后与充电模块、锂电保护模块、可调升压扩流模块及输出模块通过导线依次串联在一起，锂电池组与锂电保护模块相连接，锂电保护模块、LED照明模块和电量显示模块依次连接，锂电池组通过锂电保护模块一路经可调升压扩流模块和输出模块对外输出电能，另一路给LED照明模块和电量显示模块供电。本实用新型的主要用途是转化太阳能为电能给手机、数码相机、电脑、MP3等移动设备充电，输出电压可调，扩流后输出功率大大增加，可以给笔记本等功率稍大的用电设备提供足够的充电功率，实用性强。

Description

一种便携式太阳能电源

技术领域

本实用新型涉及电源应用领域，更具体地说，涉及一种便携式太阳能电源。

背景技术

目前移动电源品种很多，但能把太阳能的利用结合到移动电源的品牌并不多。而且它们大多功能单一，容量小，价格高，性价比不高。不适合普通消费者，主要应用于专业领域的专业人士。

中国专利号ZL200920139063.X，授权公告日为2010年5月26日，发明创造名称为：一种太阳能移动电源，该申请案涉及一种太阳能移动电源，包括有外置电源适配器、升压充电模块、锂电保护模块、锂电池组及输出模块，该电源还包括太阳能充电模块，该太阳能充电模块依次由太阳能基板、太阳能基板充电模块、单节锂电池及保护模块组成，单节锂电池及保护模块输出经锂电池补充升压充电模块升压对锂电池充电。该申请案在增加了太阳能充电模块，但是没有扩流输出功能，导致输出功率有限，且电压不可调节，不适合给笔记本等功率稍大的用电设备提供足够的充电功率。

中国专利号ZL200920102639.5，授权公告日为2010年3月31日，发明创造名称为：太阳能移动电源，该申请案公开了一种太阳能移动电源，包括：太阳能电池板、控制器、蓄电池、输出接口，控制器包括转换控制电路、充电电路和输出控制电路，太阳能电池板的输出端通过控制器的转换控制电路和充电电路与蓄电池相连，输出接口通过控制器的输出控制电路与蓄电池相连。该申请案涉及一种利用太阳能和交流电源进行充电，并储存在蓄电池中给其他用电设备进行供电的方案，但该方案使用的是蓄电池，体积大，重量大，不利于携带。

中国专利号ZL200920052042.4，授权公告日为2009年12月30日，发明创造名称为：便携式太阳能移动电源，该申请案公开了一种便携式太阳能移动电源，它包括电芯及与电芯连接的控制电路，所述控制电路连接一个太阳能板，所述太阳能板将太阳能转化为电能后经控制电路后给电芯充电，所述控制电路中包括检测保护模块，所述检测保护模块对输入或输出的电信号进行检测。该申请案结合了太阳能转换电能技术，更加环保节能，在无市电条件下可以充电的方案，但该方案输出电压不可调节。

所以，现在急需一种输出电压可调，且方便携带的太阳能电源。

发明内容

实用新型要解决的技术问题

本实用新型的在于克服现有技术中的太阳能电源没有扩流输出功能，输出功率有限，电压不可调节，且携带不方便的不足，提供一种便携式太阳能电源，实现电源的小型化，方便携带，在无市电条件下可以充电，降低成本，提高性价比。

技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种便携式太阳能电源，包括外置电源适配器、充电模块、锂电保护模块、锂电池组及输出模块，便携式太阳能电源还包括太阳能充电模块、可调升压扩流模块、LED照明模块和电量显示模块，其中，外置电源适配器和太阳能充电模块通过二极管隔离并联后与充电模块、锂电保护模块、可调升压扩流模块及输出模块通过导线依次串联在一起，锂电池组与锂电保护模块相连接，锂电保护模块、LED照明模块和电量显示模块依次连接，锂电池组通过锂电保护模块一路经可调升压扩流模块和输出模块对外输出电能，另一路给LED照明模块和电量显示模块供电。

更进一步地，所述的太阳能充电模块依次由太阳能基板、太阳能基板充电模块、单节锂电池及保护模块通过导线相连接。

更进一步地，所述的可调升压扩流模块由升压电路和扩流电路通过导线串联构成，其中，升压电路由AMC34063升压芯片、电感、电位器、IN5819肖特基二极管及电阻电容组成，AMC34063升压芯片和电感通过导线串联；扩流电路由AMC34063升压芯片、电感、扩流用的场效应管IRF Z44、S8550PNP型三极管及电阻电容组成，AMC34063升压芯片和场效应管IRF Z44通过导线串联。

更进一步地，所述的LED照明模块由白色发光二极管、点字红色LED激光灯、七彩循环彩灯、开关和电阻组成，白色LED发光二极管、点字红色LED激光灯和七彩循环彩灯通过导线并联。

更进一步地，所述的电量显示模块由LM324运放、LED指示灯、IN4148二极管、开关和电阻组成，LM324运放控制LED指示灯的亮灭。

更进一步地，所述的锂电池组由三节18650型号锂电池并联而成，单节锂电池的容量是2400mAh。

有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

（1）本实用新型的一种便携式太阳能电源，设有可调升压扩流模块，输出电压可调，扩流后输出功率大大增加，可以给笔记本等功率稍大的用电设备提供足够的充电功率；

（2）本实用新型的一种便携式太阳能电源，内置大容量锂电池，随时可以提供电能，体积小，方便携带；

（3）本实用新型的一种便携式太阳能电源使用了通用的电子器件，降低了成本，能够为生活中的笔记本、手机、数码相机、MP3等各种移动设备提供充电功能；

（4）本实用新型的一种便携式太阳能电源，设有LED照明模块，该LED照明模块能提供照明和简单的娱乐功能，增强了实用性。

附图说明

图1是本实用新型的一种便携式太阳能电源的的原理框图；

图2是本实用新型的充放电控制电路图；

图3是本实用新型的升压电路图；

图4是本实用新型的扩流电路图；

图5是本实用新型的电量显示电路图；

图6是本实用新型的LED照明模块电路图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

如图1所示的本实用新型原理框图。由外置电源适配器、充电模块、锂电保护模块、电量显示模块、锂电池组、输出模块、太阳能充电模块、可调升压扩流模块和LED照明模块组成。外置电源适配器和太阳能充电模块通过充电模块可单一或同时通过锂电保护模块给锂电池组充电，同时锂电池组通过锂电保护模块一路经可调升压扩流模块和输出模块对外输出电能，另一路给LED照明模块和电量显示模块供电。

如图2所示的本实用新型的电路图一：充放电控制电路。由LM324运放、NE9926场效应管、S8050NPN型三极管、LED指示灯、IN4148二极管和若干电阻组成。工作原理是实时检测锂电池的电压与阈值电压比较，做出相应的判断。充电时，当检测电压小于充电阈值电压时，说明内部锂电池欠压没有充满，LM324的充电比较器（1脚）输出低电平，Q1截止，NE9926的G1为高电平，充电控制开关管导通，继续充电。并由L提供充电指示。反之，当检测电压大于充电阈值电压时，明内部锂电池电压饱和充满，LM324的充电比较器（1脚）输出高电平，Q1饱和导通，NE9926的G1为低电平，充电控制开关管截止，停止充电。并由L1提供充满指示。放电时，当检测电压大于充电阈值电压时，说明内部锂电池电压正常可以放电，LM324的充电比较器（14脚）输出低电平，Q2截止，NE9926的G2为高电平，充电控制开关管导通，继续放电。并由L2提供放电指示。反之，当检测电压小于充电阈值电压时，明内部锂电池电压饱和充满，LM324的充电比较器（14脚）输出高电平，Q2饱和导通，NE9926的G1为低电平，充电控制开关管截止，停止放电。并由L4提供欠压指示。

如图3所示的本实用新型的电路图二：升压电路。由AMC34063升压芯片、电感、电位器、IN5819肖特基二极管及若干电阻电容组成。AMC34063是一单片双极型线性集成电路专用于直流-直流变换器控制部分，片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关（1.5A），它能使用最少的外接元器件构成开关型升压变换器。升压电路原理：振荡器通过恒流源对外接在3脚上的定时电容不断的充电和放电，以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的，所以振荡频率仅取决于外接电容的容量。与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平，D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。当C和D输入端都变为高电平时，触发器被置为高电平，输出开关管导通。反之，当振荡器在放电期间，C输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。电流限制SI检测端（5脚）通过检测连接在V+和5脚之间电阻上的压降来完成功能，当检测到电阻上的压降接近超过300mV时，电流限制电路开始工作，这时通过CT管脚（3脚）对定时电容进行快速充电，以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果使得输出开关管的关闭时间延长。本设计电路的电流检测电阻取0.33欧姆，则最大的输出电流限制在300mV/0.33Ω = 1 A以内，小于1.5A，保证了芯片安全工作。

如图4所示的本实用新型的电路图三：扩流电路。由AMC34063升压芯片、电感、扩流用的场效应管IRF Z44、S8550PNP型三极管及若干电阻电容组成。原理是，用外在功率更大的场效应管IRF Z44取代AMC34063内部的开关管，使得输出电流更大。S8550PNP型三极管的作用是在场效应管IRF Z44关断的时快速释放栅极电荷，使栅极控制信号的下降沿更陡峭，起到快速关断的目的，提高场效应管IRF Z44的使用寿命。

如图5所示的本实用新型的电路图四：电量显示电路。由LM324运放、LED指示灯、IN4148二极管、开关和若干电阻组成。电路工作原理是通过实时检测锂电池的电压，与阈值电压进行比较，当检测电压大于与之电压时，比较器输出高电平点亮相应的指示灯。LM324芯片内部正好有四个运放，可当4个比较器，使用最少的外围元器件就可以实现电量显示，简单实用。图中共有设置4个阈值电压（2V、1.85V、1.7V、1.55V，对应4个电量显示），主要由R23-R29分压得到，五个二极管串联提供2.5V的分压基准电压。R20和R21分压构成实时检测电路。电量显示范围：100%对应4.0V-4.22V； 75%对应3.7V-4.0V； 50%对应3.4V-3.7V； 25%对应3.1V-3.4V。

如图6所示的本实用新型的电路图五：LED照明模块电路图。由白色发光二极管、点字红色LED激光灯、七彩循环彩灯、开关和若干电阻组成。原理简单，直接由开关控制。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例

本实施例的一种便携式太阳能电源，包括外置电源适配器、充电模块、锂电保护模块、锂电池组、输出模块、太阳能充电模块、可调升压扩流模块、LED照明模块和电量显示模块，其中，外置电源适配器和太阳能充电模块通过二极管隔离并联后与充电模块、锂电保护模块、可调升压扩流模块及输出模块通过导线依次串联在一起，锂电池组与锂电保护模块相连接，锂电保护模块、LED照明模块和电量显示模块依次连接，锂电池组通过锂电保护模块一路经可调升压扩流模块和输出模块对外输出电能，另一路给LED照明模块和电量显示模块供电。其中，太阳能充电模块依次由太阳能基板、太阳能基板充电模块、单节锂电池及保护模块通过导线相连接，充放电控制电路由LM324运放、NE9926场效应管、S8050NPN型三极管、LED指示灯、IN4148二极管和若干电阻组成，增加太阳能充电模块，为在野外等无外来电源的环境下，提供电能的补充，最大限度延长移动电源的续航能力，通过不同转接头实现了对便携电脑、移动电话、数码相机、MP3、手机等便携设备提供备用和具有多功能适配的可移动续航电源。可调升压扩流模块由升压电路和扩流电路通过导线串联构成，其中，升压电路由AMC34063升压芯片、电感、电位器、IN5819肖特基二极管及若干电阻电容组成，AMC34063升压芯片和电感通过导线串联，扩流电路由AMC34063升压芯片、电感、扩流用的场效应管IRF Z44、S8550PNP型三极管及若干电阻电容组成，AMC34063升压芯片和场效应管IRF Z44通过导线串联，大大增强了该实用新型的输出功率和使用范围。LED照明模块由白色发光二极管、点字红色LED激光灯、七彩循环彩灯、开关和若干电阻组成，白色LED发光二极管、点字红色LED激光灯和七彩循环彩灯通过导线并联，为夜间照明和简单的娱乐提供方便，使该实用新型使用更广泛。电量显示模块由LM324运放、LED指示灯、IN4148二极管、开关和若干电阻组成，LM324运放控制LED指示灯的亮灭，由4只LED发光二极管直观的显示该实用新型的剩余电量。锂电池组由三节18650型号锂电池并联而成，单节锂电池的容量是2400mAh。

本实用新型的一种便携式太阳能电源，主要用途是转化太阳能为电能给手机、数码相机、电脑、MP3等移动设备充电，输出电压可调，扩流后输出功率大大增加，可以给笔记本等功率稍大的用电设备提供足够的充电功率，实用性强。

Claims

1.一种便携式太阳能电源，包括外置电源适配器、充电模块、锂电保护模块、锂电池组及输出模块，其特征是：所述的便携式太阳能电源还包括太阳能充电模块、可调升压扩流模块、LED照明模块和电量显示模块，其中，外置电源适配器和太阳能充电模块通过二极管隔离并联后与充电模块、锂电保护模块、可调升压扩流模块及输出模块通过导线依次串联在一起，锂电池组与锂电保护模块相连接，锂电保护模块、LED照明模块和电量显示模块依次连接，锂电池组通过锂电保护模块一路经可调升压扩流模块和输出模块对外输出电能，另一路给LED照明模块和电量显示模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能电源，其特征是，所述的太阳能充电模块依次由太阳能基板、太阳能基板充电模块、单节锂电池及保护模块通过导线相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种便携式太阳能电源，其特征是，所述的可调升压扩流模块由升压电路和扩流电路通过导线串联构成，其中，升压电路由AMC34063升压芯片、电感、电位器、IN5819肖特基二极管及电阻电容组成，AMC34063升压芯片和电感通过导线串联；扩流电路由AMC34063升压芯片、电感、扩流用的场效应管IRF Z44、S8550PNP型三极管及电阻电容组成，AMC34063升压芯片和场效应管IRF Z44通过导线串联。

4.根据权利要求1或2所述的一种便携式太阳能电源，其特征是，所述的LED照明模块由白色发光二极管、点字红色LED激光灯、七彩循环彩灯、开关和电阻组成，白色LED发光二极管、点字红色LED激光灯和七彩循环彩灯通过导线并联。

5.根据权利要求1或2所述的一种便携式太阳能电源，其特征是，所述的电量显示模块由LM324运放、LED指示灯、IN4148二极管、开关和电阻组成，LM324运放控制LED指示灯的亮灭。

6.根据权利要求5所述的一种便携式太阳能电源，其特征是，所述的锂电池组由三节18650型号锂电池并联而成，单节锂电池的容量是2400mAh。