CN203722280U - 一种太阳能usb充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种太阳能USB充电装置，包括：太阳能板和充电装置本体，所述太阳能板和充电装置本体通过USB数据线连接，所述充电装置本体设置有对太阳能板输出的直流电压进行转换的转换电路和USB输出接口，所述转换电路的输出端与USB输出接口连接，本实用新型采用太阳能板与充电装置本体分离的设计，使得太阳能板不受充电装置本体体积的限制，提高了充电效率，充电装置本体内设置转换电路，不设置蓄电池，在满足充电装置功能的情况下提高了充电装置的安全性能，充电装置本体与太阳能板采用USB数据线连接，方便实用，具有普适性。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种太阳能USB充电装置。
背景技术
如今，太阳能发电技术和太阳能绿色能源现在越来越多的被人们使用，各类太阳能系统也逐渐在各个地区建设和使用，同时小型和便携型的太阳能发电的利用也逐渐得到科学应用和产品应用领域的关注。
而作为便携式电源的应用领域，USB这一国际标准型的充电接口已经广泛在人们日常生活中得以应用，如平板电脑、智能手机、移动电源、USB照明、USB风扇以及其他数码产品等都广泛采用USB作为统一的充电接口，目前一些具备USB输出功能的太阳能充电器将太阳能电池片集成在充电器表面，由于产品设计体积的限制，充电效率低，且充电时需要将充电器与被充电设备一起放在太阳下，导致充电器或被充电设备的蓄电池因温度高而产生爆炸的危险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种太阳能USB充电装置，能够将太阳能板与充电装置本体分离，提高了充电效率，且充电装置内不设置蓄电池，增加了充电装置的安全性能。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种太阳能USB充电装置，包括：太阳能板和充电装置本体，所述太阳能板和充电装置本体通过USB数据线连接，所述充电装置本体设置有对太阳能板输出的直流电压进行转换的转换电路和USB输出接口，所述转换电路的输出端与USB输出接口连接。
其中，所述转换电路包括：芯片U1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，电容C2，电感L1，二极管D1，其中，电阻R1为电流采样电阻，太阳能板输出的直流电压输入到电阻R1的一端，电阻R1的另一端与电容C1的一端连接到芯片U1的管脚1，电容C1的另一端接地，芯片U1的管脚3与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，芯片U1的管脚4接地，芯片U1的管脚2与二极管D1的负极及电感L1的一端连接在一起，二极管D1的正极接地，电感L1的另一端与电容C2的一端及电阻R3的一端连接在一起作为所述转换电路的输出端，电容C2的另一端接地，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接到芯片U1的管脚5，电阻R4的另一端接地。
其中，所述充电装置本体还设置有微控制单元U5，所述微控制单元U5包含控制端子，所述控制端子与所述电阻R1的另一端连接，用以实现过流保护。
其中，所述充电装置本体包含多路转换电路和对应的多个USB输出接口，所述微控制单元U5包含对应的多个控制端子，所述多个控制端子和所述多路转换电路一一对应。
其中，所述充电装置本体包含两路转换电路和两个USB输出接口，所述微控制单元U5包含两个控制端子，所述两个控制端子和所述两路转换电路一一对应；
进一步地，所述充电装置本体包含四路转换电路和四个USB输出接口，所述微控制单元U5包含四个控制端子，所述四个控制端子和所述四路转换电路一一对应。
其中，当所述充电装置本体包含四路转换电路和四个USB输出接口，所述微控制单元U5包含四个控制端子时，所述四路转换电路分别为：第一路转换电路、第二路转换电路、第三路转换电路、第四路转换电路；所述四个控制端子分别为：第一控制端子K1、第二控制端子K2、第三控制端子K3、第四控制端子K4；所述第一路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R1，所述第二路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R5，所述第三路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R9，所述第四路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R13，电阻R1的一端与电阻R5的一端、电阻R9的一端、电阻R13的一端一起连接到太阳能板的输出端，电阻R1的另一端与第一控制端子K1连接，电阻R5的另一端与第二控制端子K2连接，电阻R9的另一端与第三控制端子K3连接，电阻R13的另一端与第四控制端子K4连接。
其中，所述微控制单元U5还设置有温度采样电路，当所述充电装置本体的温度超过预设阈值，微控制单元U5向芯片U1发送过温信号，芯片U1停止输出。
其中，所述太阳能板输出的直流电压的范围为7V-50V，所述转换电路输出的电压范围为4.8V-5.2V，所述转换电路的最大输出电流为3A。
其中，所述芯片U1内部设置有MOSFET，用以保持转换电路的输出稳定。
其中，所述充电装置本体为正多边形。
本实用新型的有益效果为：本实用新型采用太阳能板与充电装置本体分离的设计，使得太阳能板不受充电装置本体体积的限制，提高了充电效率，充电装置本体内设置转换电路，不设置蓄电池，在满足充电装置功能的情况下提高了充电装置的安全性能，充电装置本体与太阳能板采用USB数据线连接，方便实用，具有普适性。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的太阳能USB充电装置的结构图。
图2是本实用新型实施例一提供的转换电路的电路图。
图3是本实用新型实施例一提供的充电装置本体的结构图。
图4是本实用新型实施例二提供的充电装置本体的结构图。
图5是本实用新型实施例二提供的充电装置本体的电路图。
具体实施方式
下面结合图1-图5并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例一
图1是本实用新型实施例一提供的太阳能USB充电装置的结构图。
一种太阳能USB充电装置，包括：太阳能板和充电装置本体，所述太阳能板和充电装置本体通过USB数据线连接，所述充电装置本体设置有对太阳能板输出的直流电压进行转换的转换电路和USB输出接口，所述转换电路的输出端与USB输出接口连接。
在本实施例中，太阳能板与充电装置本体分离设计，使得太阳能板不受充电装置本体体积的限制，提高了充电效率，充电装置本体内设置转换电路，不设置蓄电池，在满足充电装置功能的情况下提高了充电装置的安全性能，充电装置本体与太阳能板采用USB数据线连接，方便实用，具有普适性。
在本实施例中，所述转换电路的输出为USB标准电压。
如图2所示，在本实施例中，所述转换电路包括：芯片U1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，电容C2，电感L1，二极管D1，其中，电阻R1为电流采样电阻，太阳能板输出的直流电压输入到电阻R1的一端，电阻R1的另一端与电容C1的一端连接到芯片U1的管脚1，电容C1的另一端接地，芯片U1的管脚3与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，芯片U1的管脚4接地，芯片U1的管脚2与二极管D1的负极及电感L1的一端连接在一起，二极管D1的正极接地，电感L1的另一端与电容C2的一端及电阻R3的一端连接在一起作为所述转换电路的输出端，电容C2的另一端接地，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接到芯片U1的管脚5，电阻R4的另一端接地。
在本实施例中，芯片U1的型号为：LM2576-ADJ，是用于DC-DC转换的芯片，电阻R1为电流采样电阻，电阻R2为接地电阻，芯片U1通过电阻R2接地，起到滤除接地杂波的作用；电阻R3与电阻R4为电压反馈采样分压电阻，芯片U1通过电阻R3、电阻R4反馈的电压值进行PWM调控，若电压过高或过低（即过压和欠压），超过了芯片U1的调制能力，则芯片U1自动OFF，停止USB输出；同时，电阻R3、电阻R4使得芯片U1为可调式输出，芯片U1的输出电压可微调，可检测，在USB数据线较长而导致发生压降时或在USB负载较大情况下电压被拉低时，可依据电阻R3、电阻R4的反馈做适当补偿，保持电压输出的稳定性。
在本实施例中，电感L1为DC-DC变换储能电感，二极管D1为DC-DC变换续流二极管，电容C1为输入稳压电容，电容C2为输出稳压电容，当芯片U1内部MOSFET处于ON状态，芯片U1向电感L1充电，由电感L1和二极管D1形成输出回路，二极管D1进行输出续流，保持连续输出，当芯片U1内部MOSFET处于OFF状态时，电感L1向输出端放电。
在本实施例中，所述充电装置本体还设置有微控制单元U5，所述微控制单元U5包含控制端子，所述控制端子与所述电阻R1的另一端连接，用以实现过流保护。
在本实施例中，电流采样电阻R1用于输入电流采样，用于采集太阳能板输入的直流电压，再除以电阻R1的阻值，即可得出实际通过电流采样电阻的电流，若该电流值超过预设阈值，可由微控制单元U5向芯片U1发送OFF信号，U1停止输出，实现过流保护功能。
如图3所示，在本实施例中，所述充电装置本体包含多路转换电路和对应的多个USB输出接口，所述微控制单元U5包含对应的多个控制端子，所述多个控制端子和所述多路转换电路一一对应。
在本实施例中，所述微控制单元U5还设置有温度采样电路，当所述充电装置本体的温度超过预设阈值，微控制单元U5向芯片U1发送过温信号，芯片U1停止输出。
在本实施例中，所述太阳能板输出的直流电压的范围为7V-50V，所述转换电路输出的电压范围为4.8V-5.2V，所述转换电路的最大输出电流为3A。
在本实施例中，所述芯片U1内部设置有MOSFET，用以保持转换电路的输出稳定，现有技术中MOSFET一般设置在芯片U1的外部，微控制单元U5在管理U1的同时还要管理MOSFET，增加了微控制单元U5的运行压力，本实施例中MOSFET直接集成在芯片U1内部，简化了控制电路，提高了充电装置本体的运行速度。
实施例二
如图5所示，在本实施例中，所述充电装置本体包含四路转换电路和四个USB输出接口，所述微控制单元U5包含四个控制端子，所述四个控制端子和所述四路转换电路一一对应。
在本实施例中，所述四路转换电路分别为：第一路转换电路、第二路转换电路、第三路转换电路、第四路转换电路；所述四个控制端子分别为：第一控制端子K1、第二控制端子K2、第三控制端子K3、第四控制端子K4；所述第一路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R1，所述第二路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R5，所述第三路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R9，所述第四路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R13，电阻R1的一端与电阻R5的一端、电阻R9的一端、电阻R13的一端一起连接到太阳能板的输出端，电阻R1的另一端与第一控制端子K1连接，电阻R5的另一端与第二控制端子K2连接，电阻R9的另一端与第三控制端子K3连接，电阻R13的另一端与第四控制端子K4连接。
在本实施例中，四路转换电路的电路相同，输出电压相同，四路转换电路单独工作，互不干扰，其中，芯片U2为第二路转换电路的DC-DC转换芯片，芯片U3为第三路转换电路的DC-DC转换芯片，芯片U4为第四路转换电路的DC-DC转换芯片，型号都是：LM2576-ADJ。
在本实施例中，所述充电装置本体为正多边形。
进一步地，如图4所示，所述充电装置本体为正五边形。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能USB充电装置，其特征在于，包括：太阳能板和充电装置本体，所述太阳能板和充电装置本体通过USB数据线连接，所述充电装置本体设置有对太阳能板输出的直流电压进行转换的转换电路和USB输出接口，所述转换电路的输出端与USB输出接口连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述转换电路包括：芯片U1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，电容C2，电感L1，二极管D1，其中，电阻R1为电流采样电阻，太阳能板输出的直流电压输入到电阻R1的一端，电阻R1的另一端与电容C1的一端连接到芯片U1的管脚1，电容C1的另一端接地，芯片U1的管脚3与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，芯片U1的管脚4接地，芯片U1的管脚2与二极管D1的负极及电感L1的一端连接在一起，二极管D1的正极接地，电感L1的另一端与电容C2的一端及电阻R3的一端连接在一起作为所述转换电路的输出端，电容C2的另一端接地，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接到芯片U1的管脚5，电阻R4的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述充电装置本体还设置有微控制单元U5，所述微控制单元U5包含控制端子，所述控制端子与所述电阻R1的另一端连接，用以实现过流保护。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述充电装置本体包含多路转换电路和对应的多个USB输出接口，所述微控制单元U5包含对应的多个控制端子，所述多个控制端子和所述多路转换电路一一对应。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述充电装置本体包含两路转换电路和两个USB输出接口，所述微控制单元U5包含两个控制端子，所述两个控制端子和所述两路转换电路一一对应；
或者，所述充电装置本体包含四路转换电路和四个USB输出接口，所述微控制单元U5包含四个控制端子，所述四个控制端子和所述四路转换电路一一对应。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，当所述充电装置本体包含四路转换电路和四个USB输出接口，所述微控制单元U5包含四个控制端子时，所述四路转换电路分别为：第一路转换电路、第二路转换电路、第三路转换电路、第四路转换电路；所述四个控制端子分别为：第一控制端子K1、第二控制端子K2、第三控制端子K3、第四控制端子K4；所述第一路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R1，所述第二路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R5，所述第三路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R9，所述第四路转换电路对应的电流采样电阻为电阻R13，电阻R1的一端与电阻R5的一端、电阻R9的一端、电阻R13的一端一起连接到太阳能板的输出端，电阻R1的另一端与第一控制端子K1连接，电阻R5的另一端与第二控制端子K2连接，电阻R9的另一端与第三控制端子K3连接，电阻R13的另一端与第四控制端子K4连接。
7.根据权利要求3所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述微控制单元U5还设置有温度采样电路，当所述充电装置本体的温度超过预设阈值，微控制单元U5向芯片U1发送过温信号，芯片U1停止输出。
8.根据权利要求2所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述太阳能板输出的直流电压的范围为7V-50V，所述转换电路输出的电压范围为4.8V-5.2V，所述转换电路的最大输出电流为3A。
9.根据权利要求2所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述芯片U1内部设置有MOSFET，用以保持转换电路的输出稳定。
10.根据权利要求6所述的一种太阳能USB充电装置，其特征在于，所述充电装置本体为正多边形。
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