CN206640379U - 多路径发电充电系统结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种多路径发电充电系统结构，该系统结构与充电电路相连接，该结构包括有手摇发电机电路、太阳能发电电路、风力发电电路、温差发电电路的四种路径电路，所述四种路径电路分别通过二极管一并与充电电路相连接。本实用新型的效果是把四路发电装置的电能通过电子开关叠加到一起，实现每一种发电装置能够互不影响地独立工作。提高了能源的利用率，以及各发电装置之间的互补。通过低损耗的电子开关实现自动隔离，自动平衡，自动切换。使能源的利用率达到最大化。

Description

多路径发电充电系统结构
技术领域
本实用新型涉及一种多路径发电充电系统结构。
背景技术
通常的发电方式都是独立使用的。例如手摇手机充电器，风力发电机，太阳能发电用于照明，尤其是温差发电的方式仅仅用于煤气灶的安全装置。这些单一功能的装置遇到能量释放源匮乏的时候，就会失去发电的能力。而自然界的很多能源是实时变化的，这些能源不利用就容易浪费掉，例如太阳能，热能等。如果能随时把这些能量收集起来加以利用，这些累加起来的能量就能弥补某一种能量变化导致的短时能量供应不足。使发电装置不依赖于单一能量源的供应。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种多路径发电充电系统结构，以利于提高在无供电的条件下发电充电器的能源利用效率。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种多路径发电充电系统结构，其中：该结构包括有手摇发电机电路单元a、太阳能发电电路单元b、风力发电电路单元c、温差发电电路单元d的四种路径电路单元，所述四发电电路单元设置在一个箱体内，其特征是：所述手摇发电机电路单元 a、太阳能发电电路单元b、风力发电电路单元c、温差发电电路单元d的电路单元分别与肖特基二极管正向连接导通，四个肖特基二极管导通汇集节点 F将四种路径电路单元电流自动叠加单向传输，节点F再与充电电路相连接，实现各路发电电路单元的自动切换。
本实用新型的效果是把四路发电装置的电能通过电子开关叠加到一起，实现每一种发电装置能够互不影响地独立工作。提高了能源的利用率，实现了各发电装置之间的互补。通过低损耗的电子开关实现自动隔离，自动平衡，自动切换。使能源的利用率达到最大化。
附图说明
图1是本实用新型的多路径发电充电系统结构示意图。
图中：
A、手摇发电单元 b、太阳能发电单元 c、风力发电单元
d、温差发电单元 D、二极管 K1、双刀双掷开关
A、电流表 B、3.8V蓄电池组 C、5V直流升压稳压器
K2、USB充电开关 S、USB充电输出插座
具体实施方式
结合附图对本实用新型的多路径发电充电系统结构加以说明。
如图1所示，本实用新型的多路径发电充电系统结构的设计思想是把原有四种发电方式组合到一起，通过低压差的肖特基二极管实现四路发电电流的自动叠加。避免了切换发电方式的操作，同时可以使四路发电方式互不干扰，同时工作。使能源的利用效率得到了提高。
本实用新型的多路径发电充电系统结构是，该结构包括有手摇发电机电路单元a、太阳能发电电路单元b、风力发电电路单元c、温差发电电路单元 d的四种路径电路单元，所述四发电电路单元设置在一个箱体内。所述手摇发电机电路单元a、太阳能发电电路单元b、风力发电电路单元c、温差发电电路单元d的电路单元分别与肖特基二极管正向连接导通，四个肖特基二极管导通汇集节点F将四种路径电路单元电流自动叠加单向传输，节点F再与充电电路相连接，实现各路发电电路单元的自动切换。
本实用新型的多路径发电充电系统结构实现的过程：
如图1所示，本实用新型的多路径发电充电系统结构中，将上述四发电电路单元设置在一个箱体内。将四路发电单元所产生的电流利用电子开关电路的方式实现单向传输并进行叠加。假设手摇发电单元a产生的电流是I1，电流方向如图1所示；太阳能发电单元b产生的电流是I2，电流方向如图1 所示；风力发电单元c产生的电流是I3，电流方向如图1所示；温差发电单元d产生的电流是I4，电流方向如图1所示。这些电流的方向和肖特基二极管D的正向导通方向一致，这些二极管就会导通，根据基尔霍夫定律：流入节点的电流和流出节点的电流相等，图中流入F点的电流是I1+I2+I3+I4，所以流出F点的电流ΣI也是I1+I2+I3+I4。这样就实现了发电电流的叠加。当其中的一路不发电的时候，假设太阳能发电单元b不工作，其他三路的电流仍然流入节点F，由于太阳能发电单元b的二极管D的方向和其他三路流入节点F的电流方向相反，不能导通，汇总的电流只能从F点向右流出到电流表A方向。这样就把不工作的一路隔离出去了。同样当温差发电单元d的温差为零时，如果没有电子开关电路，蓄电池的电压就会作用在温差发电单元的两端，这时候温差发电单元d就变成了半导体制冷/制热单元而消耗大量的电能。由于采用了电子开关电路，蓄电池的电压使二极管D反向偏置，电流被阻止了。其他支路不工作的情况可以依次类推。因而，任一发电单元停止工作都不影响其他发电支路的工作，实现了各路发电支路的自动切换、自动隔离和自动平衡。也避免了不同发电单元之间的能量消耗。达到充电能量的充分利用。
本实用新型的多路径发电充电系统结构可以在野外用来给手机充电。在没有交流或者直流电源的情况下，利用手摇发电单元a的方式、太阳能发电单元b的方式、风能发电单元c的方式和温差发电单元d的方式，经过电子开关汇总的电流通过双刀双掷开关K1、电流表A给蓄电池组B充电。在需要给手机充电的时候，打开USB充电开关K2，3.8V蓄电池组B的电能通过5V 直流升压稳压器C，产生5V的标准USB电压，将手机插在USB充电输出插座S上就可以充电了。
本多路径发电充电系统结构的手摇发电单元a采用了带加速齿轮的发电机，能产生最大25W的功率，发电电压5V-24V，发电电流500mA-1000mA。太阳能发电单元b采用5V4.5W多晶太阳能电池板光伏组件，面积 165mm*165mm，标准光照电流840mA，最大电流1000mA。风力发电单元c 采用USB风扇。温差发电单元d采用温差发电片SP1848-27145 40*40mm，最高工作温度150C。采用两片串联使用以提高发电电压。为达到足够大的温差，将温差发电片用导热脂固定在铝散热器上。
电子开关部分采用了两个MUR1680CT双肖特基二极管，其中一个连接手摇发电单元a和太阳能发电单元b，另一个连接风力发电单元c和温差发电单元d。两个肖特基二极管的负极连在一起，作为汇总电流的输出端F。通过低损耗的电子开关实现自动隔离，自动平衡，自动切换。使能源的利用率达到最大化。
本多路径发电充电系统结构的3.8V蓄电池组B采用了3节1.25V镍氢电池串联。由于镍氢电池具有内阻小，适合大电流放电，无记忆效应，不易损坏等优点，因而比较适合用于本结构。
本多路径发电充电系统结构的直流升压电路C采用Risym DC-DC升压模块，该模块采用XL6009集成电路，输入电压3-32V，输出电压可调5-35V，最大工作电流4A。将输出稳压值调到5.2V,这样可以充分保证足够的输出电流。

Claims (1)

1.一种多路径发电充电系统结构，该结构包括有手摇发电机电路单元a、太阳能发电电路单元b、风力发电电路单元c、温差发电电路单元d的四种路径电路单元，所述四发电电路单元设置在一个箱体内，其特征是：所述手摇发电机电路单元a、太阳能发电电路单元b、风力发电电路单元c、温差发电电路单元d的电路单元分别与肖特基二极管正向连接导通，四个肖特基二极管导通汇集节点F将四种路径电路单元电流自动叠加单向传输，节点F再与充电电路相连接，实现各路发电电路单元的自动切换。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107842883A (zh) * 2017-12-07 2018-03-27 成都前锋电子有限责任公司 一种温差发电的家用燃气灶具电源系统及家用燃气灶具
CN111987788A (zh) * 2019-05-24 2020-11-24 中国石油大学(北京) 发电系统
CN112879254A (zh) * 2021-03-15 2021-06-01 许昌学院 一种家用组合式新能源发电节能装置

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