CN204465042U - 一种便携式太阳能电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携式太阳能电源装置，外置电源适配器或经MPPT控制器转换的外置大功率太阳能电池板通过锂电池充电电路、锂电池保护电路、锂电池组、连续可调升压电路用导线串联在一起对外输出电能，所述锂电池组还能通过可充电电池充电电路、可充电电池保护电路和AA可充电电池组串联在一起实现对AA电池组的充电。单片机系统控制器主要用于人机界面的实现和充放电的控制。本实用新型使在户外充电时间大大缩短，输出电压的可调范围广，而且还可对AA可充电电池进行充电，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及的是一种便携式太阳能电源装置。
背景技术
目前市场上的大多数便携式太阳能电源装置太阳能充电慢、发电效率低、输出电压不可连续调节、不可充常用的AA可充电电池、寿命短等缺点。
中国专利号CN 202395487 U，授权公告日为2012年8月22号，实用新型创造名称为：一种便携式太阳能电源，该申请方案公开了一种便携式太阳能移动电源，包括有电源适配器、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、可调升压扩流模块、LED照明模块和电量显示模块、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。该申请方案增加了升压扩流模块，使支持的用电设备增加，但是当使用笔记本电脑等功率较大的用电设备时，由于太阳能充电慢，可工作时间很短，实用性差。
中国专利号CN 202586392 U，授权公告日为2012年12月5号，实用新型创造名称为：便携式小型太阳能电源装置，该申请方案公开了一种便携式太阳能移动电源，包括有盒体、太阳能电池板、蓄电池和功能控制线路板，该电源还包括盒体内的蓄电池仓和太阳能电池板收纳仓，盒体一侧有收纳口；蓄电池放置在蓄电池仓内，蓄电池通过接插器与功能控制线路板作电连接；太阳能电池板封装于塑料边框中，太阳能电池板收纳仓的内腔形状与太阳能电池板外形轮廓适配，太阳能电池板可从盒体上的收纳口滑入太阳能电池板收纳仓内，太阳能电池板通过带插接器的太阳能充电电缆与功能控制线路板作电连接。该申请方案的蓄电池为可更换的单节18650圆形型锂离子电池，解决了电源装置因内置电池寿命短而报废的问题，但是18650锂电池容易发生爆炸且体型庞大，不利于产品的轻薄设计。
中国专利号CN 202094648 U，授权公告日为2011年12月28号，实用新型创造名称为：便携式太阳能电源装置，该申请方案公开了一种便携式太阳能电源装置，包括壳体和安装在壳体中的蓄电装置，蓄电装置连接电源输出接口，其特征在于，所述蓄电池装置通过充电电路与太阳能电池板连接，太阳能电池板安装在壳体的外侧，电源输出接口是USB接口、T型接口或同心圆接口的至少一种。该申请方案将太阳能电池板安装在壳体的外侧，能够利用太阳能对移动电源在无市电的情况下进行充电，但是该方案使用的小面积光伏电池的光电转换效率低，导致充电时间非常长，不利于在户外使用，实用性差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种便携式太阳能电源装置，实现电源的多电位输出，达到高效率、大功率、长寿命且使用方便等性能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种便携式太阳能电源装置，包括单片机系统控制器和两个外置电源接口，所述两个外置电源接口包括外置电源适配器和外置大功率太阳能电池板，所述外置电源适配器连接AA可充电电池充电电路模块、锂电池充电电路、9V-19V连续可调升压电路、5V稳压电路；所述外置大功率太阳能电池板通过MPPT控制器连接锂电池充电电路模块；所述锂电池充电电路模块连接所述9V-19V连续可调升压电路、所述AA可充电电池充电电路模块和所述5V稳压电路，所述9V-19V连续可调升压电路连接9V-19V输出接口，所述5V稳压电路连接5V输出接口，所述单片机系统控制器连接AA可充电电池/锂电池电量双色显示、数码管输出电压显示、设备电源开关、输出电压可调数字旋钮、所述AA可充电电池充电电路模块和所述9V-19V连续可调升压电路。
进一步的，所述AA可充电电池充电电路模块包括可充电电池充电电路，所述可充电电池充电电路通过可充电电池保护电路连接5/7号AA可充电电池组，所述5/7号AA可充电电池组为2节串联的5号或7号AA可充电电池，所述可充电电池充电电路通过可充电电池组充电电压检测电路、可充电电池组充电电流检测电路连接所述单片机系统控制器。
进一步的，所述锂电池充电电路模块包括锂电池充电电路，所述锂电池充电电路通过锂电池保护电路连接锂电池组，所述锂电池组是容量为二块串联的4800mAh的手机电板，所述锂电池充电电路通过锂电池组充电电压检测电路、锂电池组充电电流检测电路连接所述单片机系统控制器。
进一步的，所述MPPT控制器采用单片机控制的扰动观察法。
进一步的，所述9V-19V连续可调升压电路是用单片机上PWM模块控制的Boost电路进行升压，可通过旋转电压选择旋钮输出9V-19V的连续电压，并用2个数码管显示当前的输出电压。
本实用新型的有益效果是:
（1）外置电源采用电源适配器或大功率太阳能电池板，输入功率大，充电时间短，适合户外使用。
（2）可对大功率太阳能电池板进行MPPT最大功率点跟踪，提高光电转换效率，增大输入功率。
（3）可对AA可充电电池进行充电，支持采用AA电池作为电源的便携式用电设备。
（4）输出电压连续可调，不仅满足常用便携式用电设备的使用，还能满足其他非通用平台的便携式用电设备。
（5）升压控制采用单片机片上PWM外设控制，以后可通过软件升级，输出更多的电压范围，方便以后更多的用电设备。
附图说明
图1为本实用新型便携式太阳能电源装置的原理框图；
图2为本实用新型便携式太阳能电源装置的锂电池充电原理框图；
图3为本实用新型便携式太阳能电源装置的AA可充电电池充电原理框图；
图4为本实用新型便携式太阳能电源装置的锂电池放电原理框图。
图中标号说明：1、单片机系统控制器，2、AA可充电电池/锂电池电量双色显示，3、MPPT控制器，4、锂电池充电电路，5、数码管输出电压显示，6、设备电源开关，7、输出电压可调数字旋钮，8、9V-19V连续可调升压电路，9、9V-19V输出接口，10、锂电池保护电路，11、锂电池组，12、5V稳压电路，13、5V输出接口，14、可充电电池充电电路，15、可充电电池保护电路，16、5/7号AA可充电电池组，17、外置电源适配器，18、外置大功率太阳能电池板，19、锂电池组充电电压检测电路，20、锂电池组充电电流检测电路，21、可充电电池组充电电压检测电路，22、可充电电池组充电电流检测电路，23、单片机内部PWM模块，24、单片机内部AD模块，25、升压模块电流检测电路，26、升压模块电压检测模块，27、AA可充电电池充电电路模块，28、锂电池充电电路模块。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
参照图1、图2、图3所示，一种便携式太阳能电源装置，包括单片机系统控制器1和两个外置电源接口，所述两个外置电源接口包括外置电源适配器17和外置大功率太阳能电池板18，所述外置电源适配器17连接AA可充电电池充电电路模块27、锂电池充电电路4、9V-19V连续可调升压电路8、5V稳压电路12；所述外置大功率太阳能电池板18通过MPPT控制器3连接锂电池充电电路模块28；所述锂电池充电电路模块28连接所述9V-19V连续可调升压电路8、所述AA可充电电池充电电路模块27和所述5V稳压电路12，所述9V-19V连续可调升压电路8连接9V-19V输出接口9，所述5V稳压电路12连接5V输出接口13，所述单片机系统控制器1连接AA可充电电池/锂电池电量双色显示2、数码管输出电压显示5、设备电源开关6、输出电压可调数字旋钮7、所述AA可充电电池充电电路模块27和所述9V-19V连续可调升压电路8。
进一步的，所述AA可充电电池充电电路模块27包括可充电电池充电电路14，所述可充电电池充电电路14通过可充电电池保护电路15连接5/7号AA可充电电池组16，所述5/7号AA可充电电池组16为2节串联的5号或7号AA可充电电池，所述可充电电池充电电路14通过可充电电池组充电电压检测电路21、可充电电池组充电电流检测电路22连接所述单片机系统控制器1。
进一步的，所述锂电池充电电路模块28包括锂电池充电电路4，所述锂电池充电电路4通过锂电池保护电路10连接锂电池组11，所述锂电池组11是容量为二块串联的4800mAh的手机电板，所述锂电池充电电路4通过锂电池组充电电压检测电路19、锂电池组充电电流检测电路20连接所述单片机系统控制器1。
进一步的，所述MPPT控制器3采用单片机控制的扰动观察法。
进一步的，所述9V-19V连续可调升压电路8是用单片机上PWM模块控制的Boost电路进行升压，可通过旋转电压选择旋钮输出9V-19V的连续电压，并用2个数码管显示当前的输出电压。
本实施例的工作原理如下：
首先，打开设备电源开关，整个系统开始工作。二个外置电源接口分别可插所述外置电源适配器17和所述外置大功率太阳能电池板18，选择其中一个作为输入源。当所述外置电源适配器17作为输入时，所述单片机系统控制器1连通所述外置电源适配器17与所述锂电池充电电路4对所述锂电池组11进行充电，同时也连通了所述可充电电池充电电路14、所述5V稳压电路12和所述9V-19V连续可调升压电路8，并断开锂电池组的输出回路。单片机的片内AD外设通过检测锂电池的充电电压和充电电流，来控制所述锂电池充电电路4的通断，起到保护作用。所述5V稳压电路12在所述外置电源适配器的供电下在相应输出接口输出5V电压。所述9V-19V连续可调升压电路8在所述外置电源适配器的供电下也在相应接口输出9V-19V的电压，电压值可通过调节输出电压可调旋钮进行调节，单片机的内带AD转换器通过读取可调旋钮的电阻值来判断输出电压值对应的PWM占空比，驱动升压电路，输出所需电压，当前输出的电压值在数码管上实时显示。此外，当单片机没有检测到AA可充电电池充电仓的电压时，就用4盏双色LED中的红色LED指示当前锂电池的容量。当检测到有AA可充电电池时，就用4盏双色LED中的绿色LED指示当前AA电池的容量，并隔5秒交替指示锂电池的容量。单片机的片内AD外设通过检测AA可充电电池的充电电压和充电电流，来控制AA电池充电电路的通断，起到保护作用。当所述外置大功率太阳能电池板18作为输入时，所述单片机系统控制器1开启所述MPPT控制器3，使太阳能电池输出最大功率，并连通所述锂电池充电电路4对所述锂电池组11进行充电，所述锂电池组11再给所述5V稳压电路12、所述9V-19V连续可调升压电路8、所述可充电电池充电电路14供电，其他的工作情况与上一种情况一样。所述单片机系统控制器1通过采样电源输入口的电压来判断当前输入电源的类型，再做相应的处理。
如图4所示的本实用新型锂电池放电原理框图。首先，锂电池组或外置电源适配器通过LM2676-5.0稳压后输出5V。单片机内部AD24外设通过采样输出电压可调数字旋钮，由单片机直接读取正旋或反旋，进行升降压控制。升降压控制采用单片机内部PWM23外设驱动Boost升压电路输出稳定的所需电压，同时，所述单片机内部AD24外设还通过升压模块电流检测电路25来实现放电过流保护，通过升压模块电压监测电路26来控制电压的输出。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种便携式太阳能电源装置，其特征在于：包括单片机系统控制器（1）和两个外置电源接口，所述两个外置电源接口包括外置电源适配器（17）和外置大功率太阳能电池板（18），所述外置电源适配器（17）连接AA可充电电池充电电路模块（27）、锂电池充电电路（4）、9V-19V连续可调升压电路（8）、5V稳压电路（12）；所述外置大功率太阳能电池板（18）通过MPPT控制器（3）连接锂电池充电电路模块（28）；所述锂电池充电电路模块（28）连接所述9V-19V连续可调升压电路（8）、所述AA可充电电池充电电路模块（27）和所述5V稳压电路（12），所述9V-19V连续可调升压电路（8）连接9V-19V输出接口（9），所述5V稳压电路（12）连接5V输出接口（13），所述单片机系统控制器（1）连接AA可充电电池/锂电池电量双色显示（2）、数码管输出电压显示（5）、设备电源开关（6）、输出电压可调数字旋钮（7）、所述AA可充电电池充电电路模块（27）和所述9V-19V连续可调升压电路（8）。
2.根据权利要求1所述的便携式太阳能电源装置，其特征在于：所述AA可充电电池充电电路模块（27）包括可充电电池充电电路（14），所述可充电电池充电电路（14）通过可充电电池保护电路（15）连接5/7号AA可充电电池组（16），所述5/7号AA可充电电池组（16）为2节串联的5号或7号AA可充电电池，所述可充电电池充电电路（14）通过可充电电池组充电电压检测电路（21）、可充电电池组充电电流检测电路（22）连接所述单片机系统控制器（1）。
3.根据权利要求1所述的便携式太阳能电源装置，其特征在于：所述锂电池充电电路模块（28）包括锂电池充电电路（4），所述锂电池充电电路（4）通过锂电池保护电路（10）连接锂电池组（11），所述锂电池组（11）是容量为二块串联的4800mAh的手机电板，所述锂电池充电电路（4）通过锂电池组充电电压检测电路（19）、锂电池组充电电流检测电路（20）连接所述单片机系统控制器（1）。
4.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能电源装置，其特征在于：所述9V-19V连续可调升压电路（8）是用单片机上PWM模块控制的Boost电路进行升压，可通过旋转电压选择旋钮输出9V-19V的连续电压，并用2个数码管显示当前的输出电压。
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|---|---|---|---|---|
| CN105337346A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-17 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 一种改进的军用移动电源 |
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