CN206180932U - 一种用于大气电场仪的激光供能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于大气电场仪的激光供能装置，包括激光器和大气电场仪，所述大气电场仪内设有一非晶硅太阳能电池模块，非晶硅太阳能电池模块内集成设有一电源供能管理模块，电源供能管理模块由第一太阳能电池、第二太阳能电池、MPPT控制模块、放电控制模块、超级电容器及直流斩波器，MPPT控制模块由稳压器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一比较器、电容器及第一控制开关构成，放电控制模块由第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第二比较器构成。本实用新型通过优化设计，采用高效率低功耗的电源供能管理模块，实现了激光能量的转换与存储，采用双电源供电结构，为大气电场仪提供能源，提高户外应用性能。

Description

一种用于大气电场仪的激光供能装置

技术领域

本实用新型涉及大气电场仪设备技术领域，特别涉及一种用于大气电场仪的激光供能装置。

背景技术

大气电场仪主要用于测量大气电场强度，并据此可以预报有无雷电活动。因此大气电场仪通常安装在户外使用，然而在恶劣或危险的应用环境中很难通过更换电池的方式获取能量，因而，出现了将环境能转换为电能为供电的自供能技术。

目前，常用的自供能能量源包括太阳能、机械振动能、电磁能、热能和风能等，自供能技术在一定程度上解决了大气电场仪户外应用能源问题。但是在一些缺乏环境能源的场所，不能采集到足够的能量为大气电场仪供能，这时需要主动供能方式。而远距离激光主动供能技术，可以将激光转换成空间分布的光场，实现对大气电场仪的功能，然而现有的激光功能装置中，其电源功能效率较低，电源供能管理较差的缺陷。

实用新型内容

本实用新型解决上述不足，提供了一种用于大气电场仪的激光供能装置，实现了激光能量的转换与存储，采用双电源供电结构，提高了整体电源供能管理性能。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于大气电场仪的激光供能装置，包括激光器和大气电场仪，所述大气电场仪内设有一非晶硅太阳能电池模块，所述非晶硅太阳能电池模块内集成设有一电源供能管理模块，所述电源供能管理模块由第一太阳能电池、第二太阳能电池、MPPT控制模块、放电控制模块、超级电容器及直流斩波器，所述MPPT控制模块由稳压器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一比较器、电容器及第一控制开关构成，所述放电控制模块由第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第二比较器构成，所述第二太阳能电池两端分别连接所述稳压器，还包括一第二控制开关，所述第二控制开关连接所述直流斩波器，所述第一控制开关和第二控制开关之间串联设有一电感，还包括一二极管，所述二极管与所述电容器呈并联设置。

所述第一太阳能电池两端分别连接第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻连接端之间与第一比较器负极输入端连接，所述电容器与所述第一太阳能电池呈并联设置。

稳压器两端分别连接第三电阻和第四电阻，第五电阻一端连接第三电阻和第四电阻连接端之间，另一端连接第一比较器正极输入端，第五电阻与第一控制开关之间连接第六电阻，第一比较器输出端与第一控制开关连接。

所述稳压器两端还分别连接第七电阻和第八电阻，第九电阻一端与第七电阻和第八电阻连接端连接，另一端与第二比较器正极输入端连接，第二比较器负极输入端连接超级电容器，第二比较器输出端连接第二控制开关，第二控制开关与第九电阻之间串联第十电阻。

本实用新型通过与现有技术相比具有如下有益效果：本实用新型通过优化设计，采用高效率低功耗的电源供能管理模块，实现了激光能量的转换与存储，采用双电源供电结构，为大气电场仪提供能源，提高户外应用性能。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的电源供能管理模块电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1至图2所示，本实用新型提供的一种用于大气电场仪的激光供能装置，包括激光器1和大气电场仪2，大气电场仪2内设有一非晶硅太阳能电池模块21，非晶硅太阳能电池模块21内集成设有一电源供能管理模块22，电源供能管理模块22由第一太阳能电池、第二太阳能电池、MPPT控制模块、放电控制模块、超级电容器C2及直流斩波器，MPPT控制模块由稳压器、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一比较器com1、电容器C1及第一控制开关S1构成，放电控制模块由第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10及第二比较器com2构成，第一太阳能电池两端分别连接第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2连接端之间与第一比较器com1负极输入端连接，电容器C1与第一太阳能电池呈并联设置，第二太阳能电池两端分别连接稳压器，稳压器两端分别连接第三电阻R3和第四电阻R4，第五电阻R5一端连接第三电阻R3和第四电阻R4连接端之间，另一端连接第一比较器com1正极输入端，第五电阻R5与第一控制开关S1之间连接第六电阻R6，第一比较器com1输出端与第一控制开关S1连接，稳压器两端还分别连接第七电阻R7和第八电阻R8，第九电阻R9一端与第七电阻R7和第八电阻R8连接端连接，另一端与第二比较器com2正极输入端连接，第二比较器com2负极输入端连接超级电容器C2，第二比较器com2输出端连接第二控制开关S2，第二控制开关S2与第九电阻R9之间串联第十电阻R10，第二控制开关S2连接直流斩波器，第一控制开关S1和第二控制开关S2之间串联设有一电感L，还包括一二极管D，二极管D与电容器C1呈并联设置。

依据上述结构，本实用新型结合MPPT控制模块用于保持第一太阳能电池和第二太阳能电池输出最大功率，提高能量的转换效率，增强使用性能，通过MPPT控制模块控制电容器C1充放电使第一太阳能电池和第二太阳能电池工作在其最佳工作点附近。在充电过程中，第一太阳能电池为电容器C1充电，当电容器C1的电压到达所设置上限值时，通过第一比较器控制第一控制开关闭合，电容器C1放电为超级电容器C2充电；当电容器C1的电压达到所设置的下限值时，通过第一比较器控制第一控制开关断开，第一太阳能电池再次为电容器C1充电，从而完成循环存储电能；通过放电控制模块控制超级电容器C2放电，通过设置超级电容器C2放电的上下限值，同时结合第二比较器和第二控制开关，从而完成放电控制，同时利用直流斩波器可以调节超级电容器C2的输出电压，使其匹配大气电场仪的工作电压。

本实用新型通过优化设计，采用高效率低功耗的电源供能管理模块，实现了激光能量的转换与存储，采用双电源供电结构，为大气电场仪提供能源，提高户外应用性能。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (4)

1.一种用于大气电场仪的激光供能装置，包括激光器和大气电场仪，所述大气电场仪内设有一非晶硅太阳能电池模块，其特征在于：所述非晶硅太阳能电池模块内集成设有一电源供能管理模块，所述电源供能管理模块由第一太阳能电池、第二太阳能电池、MPPT控制模块、放电控制模块、超级电容器及直流斩波器，所述MPPT控制模块由稳压器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一比较器、电容器及第一控制开关构成，所述放电控制模块由第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第二比较器构成，所述第二太阳能电池两端分别连接所述稳压器，还包括一第二控制开关，所述第二控制开关连接所述直流斩波器，所述第一控制开关和第二控制开关之间串联设有一电感，还包括一二极管，所述二极管与所述电容器呈并联设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于大气电场仪的激光供能装置，其特征在于：所述第一太阳能电池两端分别连接第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻连接端之间与第一比较器负极输入端连接，所述电容器与所述第一太阳能电池呈并联设置。

3.根据权利要求2所述的一种用于大气电场仪的激光供能装置，其特征在于：稳压器两端分别连接第三电阻和第四电阻，第五电阻一端连接第三电阻和第四电阻连接端之间，另一端连接第一比较器正极输入端，第五电阻与第一控制开关之间连接第六电阻，第一比较器输出端与第一控制开关连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于大气电场仪的激光供能装置，其特征在于：所述稳压器两端还分别连接第七电阻和第八电阻，第九电阻一端与第七电阻和第八电阻连接端连接，另一端与第二比较器正极输入端连接，第二比较器负极输入端连接超级电容器，第二比较器输出端连接第二控制开关，第二控制开关与第九电阻之间串联第十电阻。