CN203026992U

CN203026992U - 多功能太阳能充电器

Info

Publication number: CN203026992U
Application number: CN2012207499657U
Authority: CN
Inventors: 段英宏; 卢鸿波; 王昶; 满志朋; 王连芳; 田智豪; 刘笑远; 徐高鸣
Original assignee: Tianjin University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University of Science and Technology
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2022-12-31

Abstract

本实用新型涉及一种多功能太阳能充电器，包括太阳能电池板和充电器，其主要技术特点是：所述的太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池，其通过USB接口与充电器相连接。本实用新型设计合理，其采用具有极高光电转换效率的单晶硅太阳能电池板并采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，坚固耐用，电池板采用可折叠工艺，使用户携带更加方便；充电器内的蓄电池采用足容量防爆锂聚合物电池及铝塑软包装，具有较高的安全性能，且降低了电池的重量，具有光电转换效率高、寿命长、稳定性强、功能齐全、重量轻且安全性高等特点。

Description

多功能太阳能充电器

技术领域

本实用新型属于充电器技术领域，尤其是一种多功能太阳能充电器。

背景技术

随着人们对环境保护问题重视程度的提高，并且由于煤化能源日益减少，人们越来越迫切地寻找清洁替代能源。太阳能具有无污染和可再生的特点，因此被广泛利用。目前，太阳能主要以光能发热、光伏发电、光化转换三种形式被利用。太阳能充电器是一种光伏发电的产品，现有的太阳能充电器通常采用多晶硅太阳能电池板，其存在的问题是：光电转换效率低、使用寿命短、稳定性差等问题，同时采用的蓄电池通常外包装为金属外壳的液态电芯，重量大且存在易爆炸的安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光电转换效率高、寿命长、稳定性强、重量轻且安全性高的安全多功能太阳能充电器。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种多功能太阳能充电器，包括太阳能电池板和充电器，所述的太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池，其通过USB接口与充电器相连接。

而且，所述的太阳能电池板为三层可折叠结构。

而且，所述的太阳能电池板的表面采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装。

而且，所述的充电器由机壳及其内部的控制电路连接构成，该控制电路包括蓄电池、DC/DC变换电路、单片机和报警电路，蓄电池的输入端与太阳能电池板相连接，其输出端与DC/DC变换电路相连接，该DC/DC变换电路输出端连接负载，所述的单片机通过两个AD接口分别采集太阳能电池板输出的电压和DC/DC变换电路输出的电压，通过PMW信号控制DC/DC变换电路的电压及电流的输出。

而且，所述的负载为充电负载并通过USB接口相连接。

而且，所述的负载还包括如下负载中的一种或多种：照明灯、验钞灯、驱蚊灯和七彩屏闪灯。

而且，所述的单片机还连接有按键、显示屏和工作状态指示灯，单片机通过按键实现不同的输出电压、电流及充电时间设定；单片机通过显示屏显示电压、电流、时间；单片机通过工作状态指示灯进行工作状态的显示。

而且，所述的蓄电池采用防爆锂聚合物电池并采用铝塑软包装。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本充电器采用具有极高光电转换效率的单晶硅太阳能电池板并采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年，同时它采用可折叠工艺，使用户携带更加方便。

2、本充电器的蓄电池采用足容量防爆锂聚合物电池，不会发生爆炸，具有较高的安全性能；同时采用铝塑软包装，降低了电池的重量。

3、本充电器的DC/DC稳压电路，当遇到阴天、夜间等光线条件很差的情况时，可利用充电器内部的蓄电池并通过稳压电路为后续设备充电。

4、本充电器设有过充、过放、短路等自我保护设置，更好地保护了用电器的安全。

5、本充电器设有独立的按键实现调节输出电压、电流、充电时间以及其他功能或参数的设定，满足了不同用户的需要；同时使用液晶显示屏用来显示电压、电流、时间等，具有画质高、体积小、重量轻、功耗低等特点。

6、本充电器采用模块化结构和USB接口，可以对手机、MP3、MP4、PDA、数码相机、干电池（AA、AAA）等不同的数码产品充电，同时还附加安装有高亮LED、七彩屏闪灯、验钞灯、超声波驱蚊，可用于日常照明、紧急照明、驱蚊、验钞，可适用于出差、旅游、长途乘车船、野外作业等环境及学生的备用电源和紧急照明，具有安全保护、兼容性好，大容量、体积小、使用寿命长、性价比高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的充电器壳体的立体视图（前侧）；

图2是本实用新型的充电器壳体的立体视图（后侧）；

图3是本实用新型的电路框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详述。

一种多功能太阳能充电器，包括太阳能电池板和充电器，该太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池，其结构为三层可折叠结构，其输出电压通过USB接口与充电器相连接，在本实施例中，太阳能电池板的规格为17.6V/570mA，其光电转换效率为16%左右，同时它采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装。充电器包括机壳及其内部的控制电路，下面分别对充电器的机壳和控制电路分别进行说明：

如图1及图2所示，在机壳的前面板上设有电源开关S0、蜂鸣器、复位按键S1、功能选择按键S2、数字“+”按键S3、数字“-”按键S4、电源指示灯L0、电路保护指示灯L1、锂电池状态指示灯L2、负载充电状态指示灯L3和1602液晶显示屏；在机壳的后面板上设有照明灯L4及照明灯开关S5、验钞灯L5及验钞灯开关S6、七彩屏闪灯L7及七彩屏闪灯开关S7、超声波指示灯L8及超声波开关、超声波窗口、外接电源接口A1、用于连接充电负载(手机、MP3、MP4、PDA、数码相机、干电池等)的负载插口USB1和用于与太阳能电池板相连接的太阳能电池板插口USB2。下面对机壳上的各个开关、按键、指示灯、显示屏及接口等功能分别进行说明：

S0为电源总开关，当其开启后，系统工作，同时指示灯L0点亮。S1为复位按键，当期按下后，系统自动复位（默认充电电流为150mA，充电电压为5V）。S2为功能选择按键，每次按下，分别对应电流设置（Current set）、电压设置（Voltage set）、定时设置（Time）。S3为数字“+”按键，S4为数字“—”按键，通过S3、S4调节电压范围5-12V（每按下增加或减少1V），电流范围100-500mA(每按下增加或减少10mA)，定时时间0-900min（每按下增加或减少10min）。L1为电路保护指示灯，当出现过充、过放、短路或设置定时时间已到等，L1点亮，同时上方蜂鸣器报警以提醒用户出现异常情况，应及时切断电源。L2为锂聚合物电池状态指示灯，当其处于充电状态时，亮红色，当充满电时，亮绿色，同时蜂鸣器报警以提醒用户电池已充满电，避免过充。L3为负载充电状态指示灯，当其处于充电状态时，亮红色，当充满电时，亮绿色，同时蜂鸣器报警以提醒用户负载已充满电，避免过充。1602液晶屏能够实时显示系统当前的电压、电流值及定时时间，同时显示按键的设置值，以便于用户更好的使用和获取系统信息。机壳后侧的S5为照明灯开关，当其开启后，L4点亮，以便用户照明；S6为验钞灯开关，当其开启后，L5点亮，以便用户验钞；S7为七彩屏闪灯开关，当其开启后，L7点亮，以便用户求救或引起周围注意；S8为超声波驱蚊开关，当其开启后，L8点亮，驱蚊器正常工作；S8左侧即为超声波发射窗口。A1为外接电源插口，当内部锂电池电量不足且太阳能又不足以提供充电时，用户可以直接将其接入市电，以便使系统正常工作。USB1作为负载插口可以连接手机、MP3、MP4、PDA、数码相机、干电池（AA、AAA）等不同的数码产品，以实现充电功能。USB2作为太阳能充电板插口与太阳能板相连接，实现太阳能供电功能。

如图3所示，机壳内的控制电路包括锂聚合物电池、DC/DC变换电路、单片机和报警电路。太阳能电池板通过USB接口连接至锂聚合物电池上，锂聚合物电池的输出端与DC/DC变换电路相连接，该DC/DC变换电路在单片机的控制下输出不同的电压、电流为各种负载供电，各种负载包括充电负载(手机、MP3、MP4、PDA、数码相机、干电池等)和附加负载，充电负载通过USB接口输出为手机、MP3、MP4、PDA、数码相机等不同的数码产品充电，附加负载为照明灯、验钞灯、驱蚊灯、七彩屏闪灯等。单片机通过两个AD接口分别采集太阳能电池板输出的电压和DC/DC变换电路输出的电压，单片机根据外置电压调节开关设置的输出电压及电流的要求，通过PMW信号控制DC/DC变换电路的电压及电流的输出。单片机还与按键、显示屏、工作状态指示灯及报警电路相连接，单片机通过按键的设定值实现不同的输出电压、电流及充电时间设定，单片机通过显示屏显示电压、电流、时间等，单片机通过电源指示灯L0、电路保护指示灯L1、锂电池状态指示灯L2、负载充电状态指示灯L3进行工作状态的显示，单片机在工作过程中，如果发现有过充、过放、过流状态时，则实现自我保护功能并通过报警电路实现报警功能（过充、过放、过流），报警电路可以采用蜂鸣器来实现。

在本实施例中，单片机作为整个控制电路的核心，采用ATMEGA16单片机。该单片机基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器,16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP封装)的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。蓄电池采用足容量3500mAH、12V防爆锂聚合物电池并采用铝塑软包装，其特点是：不会发生爆炸，因此安全性能好；重量轻，聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%，较铝壳电池轻20%。由于采用聚合物材料，铝塑簿膜封装，电芯不会爆炸，电芯本身具有足够的安全性。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种多功能太阳能充电器，包括太阳能电池板和充电器，其特征在于：所述的太阳能电池板采用单晶硅太阳能电池，其通过USB接口与充电器相连接。

2.根据权利要求1所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的太阳能电池板为三层可折叠结构。

3.根据权利要求2所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的太阳能电池板的表面采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装。

4.根据权利要求1或2或3所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的充电器由机壳及其内部的控制电路连接构成，该控制电路包括蓄电池、DC/DC变换电路、单片机和报警电路，蓄电池的输入端与太阳能电池板相连接，其输出端与DC/DC变换电路相连接，该DC/DC变换电路输出端连接负载，所述的单片机通过两个AD接口分别采集太阳能电池板输出的电压和DC/DC变换电路输出的电压，通过PMW信号控制DC/DC变换电路的电压及电流的输出。

5.根据权利要求4所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的负载为充电负载并通过USB接口相连接。

6.根据权利要求5所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的负载还包括如下负载中的一种或多种：照明灯、验钞灯、驱蚊灯和七彩屏闪灯。

7.根据权利要求4所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的单片机还连接有按键、显示屏和工作状态指示灯，单片机通过按键实现不同的输出电压、电流及充电时间设定；单片机通过显示屏显示电压、电流、时间；单片机通过工作状态指示灯进行工作状态的显示。

8.根据权利要求4所述的多功能太阳能充电器，其特征在于：所述的蓄电池采用防爆锂聚合物电池并采用铝塑软包装。