CN207053238U - 一种便携式太阳能锂电池智能充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及太阳能充电领域和直流电源及充电器领域，特别涉及一种便携式太阳能锂电池智能充电器。包括太阳能板，锂电池充电电路模块，单片机控制模块，锂电池充电电路模块与单片机控制模块和太阳能板相连，太阳能板与锂电池充电电路模块和单片机控制模块相连以提供电压；单片机控制模块与太阳能板和锂电池充电电路模块相连以实现电压电流采样；锂电池充电电路模块给锂电池充电。本实用新型具有如下优点：成本低；便于携带；能够实现太阳能充电、智能识别电压等级；实时显示充电电压电流、锂电池剩余电量、剩余使用时长和对应需要的充电时长，人机交互性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能充电领域和直流电源及充电器领域，特别涉及一种便携式太阳能锂电池智能充电器。
背景技术
目前市场上的锂离子充电器主要是针对手机专用锂离子电池所设计的充电器。这种充电器与锂电池一起工作，具有充满电后自动停止充电以及温度检测等功能。但是这种充电器仍存在以下几个缺陷：
(1)此类充电器一般比较昂贵且通用性不强，不能适应不同型号的电池。面对型号不同的锂电池进行充电时需要转换充电器。
(2)出售的充电器普遍存在着充电时间过长，充电电流小，没有保护能力等缺陷。这些设计缺陷对充电电池有极大的危害，会缩短电池的使用寿命。
(3)市场上的锂电池充电器都靠直流电源供电，无法做到在缺电环境下给锂电池充电，对于需要长时间在户外工作的人群使用起来不够方便。
(4)市面上还没有能实时监测显示充电电流电压的智能充电器，不便于使用者及时准确了解充电器使用状态，并给锂电池进行充电。
(5)目前的锂电池充电器无法实时准确显示锂电池的剩余电量、剩余使用时长以及锂电池对应需要的充电时长。
市面上现有的锂电池充电器无法实现太阳能充电的功能，且对不同型号锂电池的适应性较差，无法实时监测并显示充电电压电流和锂电池剩余电量。
实用新型内容
基于以上缺陷，本实用新型提供一种便携式太阳能锂电池智能充电器，能够实现太阳能充电并且可以智能识别电压等级，实时显示充电电压电流以及锂电池剩余电量等功能。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种便携式太阳能锂电池智能充电器，包括太阳能板，锂电池充电电路模块，单片机控制模块；
其中，锂电池充电电路模块与单片机控制模块和太阳能板相连，太阳能板与锂电池充电电路模块和单片机控制模块相连以提供电压；单片机控制模块与太阳能板和锂电池充电电路模块相连以实现电压电流采样；锂电池充电电路模块给锂电池充电。
其中，所述锂电池充电电路模块包括恒压恒流充电电路模块和基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块；所述单片机控制模块包括 DC/DC和基于单片机的显示控制电路模块；
所述太阳能板与恒压恒流充电电路模块连接，所述恒压恒流充电电路模块与基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块连接；所述太阳能板与DC/DC连接，所述DC/DC与基于单片机的显示控制电路模块连接。
其中，所述恒压恒流充电电路模块包括一个BQ2054充电芯片、显示模式配置模块、电池分频器配置模块、温度传感配置模块、电阻 -电容网络设置模块；
所述显示模式配置模块、电池分频器配置模块、温度传感配置模块、电阻-电容网络设置模块分别与BQ2054充电芯片连接；所述基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块与恒压恒流充电电路模块中的 BQ2054充电芯片的MOD输出脚相连，利用MOD输出脚输出的脉冲信号控制三极管的导通和关闭，控制充电电流的大小。
其中，所述的DC/DC，与太阳能板相连，将太阳能板输出的不稳定的直流电压转换为3.3V稳定的直流电压给所述基于单片机的显示控制电路模块供电，所述DC/DC选用TPS563200。
其中，所述基于单片机的显示控制电路模块包括单片机 MSP430F5529和LCD显示屏；
所述LCD显示屏设置在单片机MSP430F5529上，所述LCD显示屏选用LCD12864。
其中，所述基于单片机的显示控制电路模块中的电压电流采样电路包括电流感应放大器电路和AD采样电路；电流感应放大器电路包括电流感应放大器芯片和采样电阻；AD采样电路包括AD芯片；采样电阻串联在系统正负电压输出端，两端连接在电流感应放大器芯片的输入端口，电流感应放大器芯片的输出端口和系统正负电压输出端分别连接在AD芯片的两个采样口；电流感应放大器芯片选用INA282，采样电阻采用康铜丝，AD芯片选用ADS1118。
其中，所述太阳能板采用的是晶体硅电池板。
有益效果：
本实用新型提出的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，包括太阳能板，锂电池充电电路模块，单片机控制模块；其中，锂电池充电电路模块与单片机控制模块和太阳能板相连，太阳能板与锂电池充电电路模块和单片机控制模块相连以提供电压；单片机控制模块与太阳能板和锂电池充电电路模块相连以实现电压电流采样；锂电池充电电路模块给锂电池充电。本实用新型能够实现太阳能充电并且可以智能识别电压等级，实时显示充电电压电流以及锂电池剩余电量等功能。
附图说明
附图1是本实用新型的整体结构框图。
附图2基于BQ2054芯片的锂电池充电电路模块结构框图。
附图3基于BQ2054芯片的恒压恒流充电电路模块结构框图。
附图4单片机控制模块结构框图。
附图5基于单片机的显示控制电路模块结构框图。
图中：
1-太阳能板；2-锂电池充电电路模块；3-单片机控制模块；4- 锂电池；5-恒压恒流充电电路模块；6-基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块；7-BQ2054充电芯片；8-显示模式配置模块；9-电池分频器配置模块；10-温度传感配置模块；11-电阻-电容网络设置模块；12-DC/DC；13-基于单片机的显示控制电路模块；14-单片机 MSP430F5529；15-LCD显示屏。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本实施例采用如下技术方案：如图1所示，一种便携式太阳能锂电池智能充电器，包括太阳能板1、锂电池充电电路模块2和单片机控制模块3。太阳能板1对锂电池充电电路模块2和单片机控制模块 3提供电压。其中，锂电池充电电路模块2与单片机控制模块3和太阳能板1相连，太阳能板1与锂电池充电电路模块2和单片机控制模块3相连以提供电压；单片机控制模块3与太阳能板1和锂电池充电电路模块2相连以实现电压电流采样；锂电池充电电路模块2给锂电池4充电。
如图2所示，锂电池充电电路模块2由恒压恒流充电电路模块5 和基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块6构成，对锂电池4进行充电及控制。如图4所示，单片机控制模块3包括DC/DC12和基于单片机的显示控制电路模块13，基于单片机的显示控制电路模块13通过对锂电池充电电路模块2的采样智能识别并实时显示锂电池4的电压等级、锂电池4的充电电压电流、太阳能板1的输出电压电流、锂电池4的剩余电量、剩余使用时长以及锂电池4对应需要的充电时长。
进一步，太阳能板1将太阳能转化成电能对锂电池充电电路模块 2和单片机控制模块3进行供电。作为优选，太阳能板1选用目前应用最广泛的晶体硅电池板。
进一步，锂电池充电电路模块2包括恒压恒流充电电路模块5和基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块6；如图3所示，所述恒压恒流充电电路模块5包括一个BQ2054充电芯片7、显示模式配置模块8、电池分频器配置模块9、温度传感配置模块10、电阻-电容网络设置模块11；所述显示模式配置模块8、电池分频器配置模块9、温度传感配置模块10、电阻-电容网络设置模块11分别与BQ2054充电芯片7连接。所述基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块6与恒压恒流充电电路模块5中的BQ2054充电芯片7的MOD输出脚相连，利用MOD输出脚输出的脉冲信号控制三极管的导通和关闭，控制充电电流的大小。恒压恒流充电电路模块5采用两步快速充电的方法。快速充电终止后，BQ2054充电芯片7进入充电完成状态。当锂电池4 插入充电器时，BQ2054充电芯片7开始充电循环。为了保证安全，本装置中芯片热监控持续整个充电周期，一旦温度超过范围BQ2054 充电芯片7就会进入充电等待状态，当温度回到范围内，BQ2054充电芯片7会恢复到充电循环中继续充电。
进一步，单片机控制模块3包括DC/DC12和基于单片机的显示控制电路模块13。所述DC/DC12与太阳能板1相连，将太阳能板1输出的不稳定的直流电压转换为3.3V稳定的直流电压给所述基于单片机的显示控制电路模块供电13。作为优选，DC/DC选用TPS563200。
如图5所示，所述基于单片机的显示控制电路模块13包括单片机MSP430F552914与LCD显示屏15；所述LCD显示屏15设置在单片机MSP430F552914上，单片机MSP430F552914作为控制核心；LCD显示屏15选用LCD12864。
所述基于单片机的显示控制电路模块13中电压电流采样电路包括电流感应放大器电路和AD采样电路；电流感应放大器电路包括电流感应放大器芯片和采样电阻；AD采样电路包括AD芯片；采样电阻串联在系统正负电压输出端，两端连接在电流感应放大器芯片的输入端口，电流感应放大器芯片的输出端口和系统正负电压输出端分别连接在AD芯片的两个采样口；电流感应放大器芯片选用INA282，采样电阻采用康铜丝，AD芯片选用ADS1118。需要说明的是，AD采样电路中的AD芯片采用的是单片机MSP430F552914上的采样模块。
本实例具体实施时，如图1所示，一种便携式太阳能锂电池智能充电器，包括：太阳能板1、锂电池充电电路模块2、单片机控制模块3。锂电池充电电路模块2与单片机控制模块3和太阳能板1相连，太阳能板1与锂电池充电电路模块2和单片机控制模块3相连以提供电压；单片机控制模块3与太阳能板1和锂电池充电电路模块2相连以实现电压电流采样；锂电池充电电路模块2给锂电池4充电。
如图2所示，锂电池充电电路模块2包括恒压恒流充电电路模块 5和基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块6。如图3所示，作为优选，本装置选用BQ2054充电芯片7对锂电池4进行充电。恒压恒流充电电路模块5包括一个BQ2054充电芯片7、显示模式配置模块8、电池分频器配置模块9、温度传感配置模块10、电阻-电容网络设置模块11。BQ2054充电芯片7共16个管脚。显示模式配置模块8由三个LED和四个电阻构成，连于BQ2054充电芯片7的LED1管脚,LED2/DSEL管脚,LED3管脚和LCOM管脚，本装置将其设置于模式二；电池分频器配置模块9包括三个电阻，与BQ2054充电芯片7的 BAT管脚和SNS管脚相连。温度传感配置模块10通过四个电阻分别与BQ2054充电芯片7的SNS管脚和TS管脚相连，对BQ2054充电芯片7进行温度控制；电阻-电容网络设置模块11通过一个电阻连于 BQ2054充电芯片7的TM管脚。如图2所示，基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块6与恒压恒流充电电路模块5中BQ2054充电芯片 7的MOD输出脚相连，利用MOD输出脚输出的脉冲信号控制三极管的导通和关闭，控制充电电流的大小。
如图4所示，单片机控制模块3包括DC/DC 12和基于单片机的显示控制电路模块13。所述DC/DC 12与太阳能板1相连，将太阳能板1输出的不稳定的直流电压转换为3.3V稳定的直流电压给所述基于单片机的显示控制电路模块13供电。作为优选，DC/DC12选用TPS563200。
如图5所示，所述基于单片机的显示控制电路模块13包括单片机MSP430F5529 14和LCD显示屏15。LCD显示屏15固定在单片机MSP430F552914上。以单片机MSP430F552914为控制核心，控制单片机AD采样模块ADC12采样，实时检测充电电流和电压，并在LCD显示屏LCD1286415上显示。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (7)
1.一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，包括太阳能板(1)，锂电池充电电路模块(2)，单片机控制模块(3)；
其中，锂电池充电电路模块(2)与单片机控制模块(3)和太阳能板(1)相连，太阳能板(1)与锂电池充电电路模块(2)和单片机控制模块(3)相连以提供电压；单片机控制模块(3)与太阳能板(1)和锂电池充电电路模块(2)相连以实现电压电流采样；锂电池充电电路模块(2)给锂电池(4)充电，
所述锂电池充电电路模块(2)包括恒压恒流充电电路模块(5)和基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块(6)，所述太阳能板(1)与恒压恒流充电电路模块(5)连接，所述恒压恒流充电电路模块(5)与基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，所述单片机控制模块(3)包括DC/DC(12)和基于单片机的显示控制电路模块(13)；
所述太阳能板(1)与DC/DC(12)连接，所述DC/DC(12)与基于单片机的显示控制电路模块(13)连接。
3.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，所述恒压恒流充电电路模块(5)包括一个BQ2054充电芯片(7)、显示模式配置模块(8)、电池分频器配置模块(9)、温度传感配置模块(10)、电阻-电容网络设置模块(11)；
所述显示模式配置模块(8)、电池分频器配置模块(9)、温度传感配置模块(10)、电阻-电容网络设置模块(11)分别与BQ2054充电芯片(7)连接；所述基于充电芯片的锂电池充电控制电路模块(6)与恒压恒流充电电路模块(5)中的BQ2054充电芯片(7)的MOD输出脚相连，利用MOD输出脚输出的脉冲信号控制三极管的导通和关闭，控制充电电流的大小。
4.根据权利要求2所述的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，所述的DC/DC(12)，与太阳能板(1)相连，将太阳能板(1)输出的不稳定的直流电压转换为3.3V稳定的直流电压给所述基于单片机的显示控制电路模块(13)供电，所述DC/DC(12)选用TPS563200。
5.根据权利要求2所述的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，所述基于单片机的显示控制电路模块(13)包括单片机MSP430F5529(14)和LCD显示屏(15)；
所述LCD显示屏(15)设置在单片机MSP430F5529(14)上，所述LCD显示屏(15)选用LCD12864。
6.根据权利要求2所述的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，所述基于单片机的显示控制电路模块(13)中的电压电流采样电路包括电流感应放大器电路和AD采样电路；电流感应放大器电路包括电流感应放大器芯片和采样电阻；AD采样电路包括AD芯片；采样电阻串联在系统正负电压输出端，两端连接在电流感应放大器芯片的输入端口，电流感应放大器芯片的输出端口和系统正负电压输出端分别连接在AD芯片的两个采样口；电流感应放大器芯片选用INA282，采样电阻采用康铜丝，AD芯片选用ADS1118。
7.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能锂电池智能充电器，其特征在于，所述太阳能板(1)采用的是晶体硅电池板。
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| CN112821535A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-18 | 郑州利凌电子科技有限公司 | 基于单片机的太阳能充电管理电路 |
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