CN208797659U - 一种可在线扩展太阳能电源的供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可在线扩展太阳能电源的供电装置，包括第一太阳能板，所述第一太阳能板、第一充电模块、第一电池和第一开关模块顺次相连，所述第一太阳能板、第二充电模块、第二电池和第二开关模块顺次相连，第一开关模块和第二开关模块的输出端均与公共输出端相连；所述公共输出端与摄像监控模块相连；所述第一开关模块和第二开关模块分别与控制模块相连，控制模块用于控制第一开关模块和/或第二开关模块导通或截止。本实用新型具有两路供电电路，提升系统的可靠性。

Description

一种可在线扩展太阳能电源的供电装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，尤其是一种可在线扩展太阳能电源的供电装置。

背景技术

太阳能供电装置是一种将太阳能转换为电能的电源装置，是一种新兴的供能装置，广泛应用于各个领域。在太阳能供电装置中，太阳能板将太阳能转换为电能，通过相应的充电电路向电池充电，以将电能储存至电池中。现有的供电装置通常仅具有一路充电电路和一路电池，如果这一路充电电路或者一路电池损坏，将无法提供电能。对于输电线监控系统等需要持续供电的系统而言，电能停止供给将导致其无法工作，因此，现有技术有必要提供一种可靠性更高的供电装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种可在线扩展太阳能电源的供电装置，具有两路供电电路，提升系统的可靠性。

本实用新型提供一种可在线扩展太阳能电源的供电装置，包括第一太阳能板，所述第一太阳能板、第一充电模块、第一电池和第一开关模块顺次相连，所述第一太阳能板、第二充电模块、第二电池和第二开关模块顺次相连，第一开关模块和第二开关模块的输出端均与公共输出端相连；所述公共输出端与摄像监控模块相连；所述第一开关模块和第二开关模块分别与控制模块相连，控制模块用于控制第一开关模块和/或第二开关模块导通或截止。

优选的，所述第一充电模块包括芯片BQ24650，芯片BQ24650的15脚接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极接第一太阳能板，MOS管Q1的源极接MOS管Q8的漏极，MOS管Q8的栅极接芯片BQ24650的13脚，MOS管Q8的源极接地，所述第一电池的正极接MOS管Q1的源极。

优选的，所述第二充电模块包括芯片BQ24650，芯片BQ24650的15脚接MOS管Q15的栅极，MOS管Q15的漏极接第二太阳能板，MOS管Q15的源极接MOS管Q19的漏极，MOS管Q19的栅极接芯片BQ24650的13脚，MOS管Q19的源极接地，所述第二电池的正极接MOS管Q15的源极。

优选的，所述第一开关模块包括齐纳二极管D4，齐纳二极管D4的正极接第一电池的正极，齐纳二极管D4的负极接公共输出端；MOS管Q2B的漏极接齐纳二极管D4的正极，MOS管Q2B的源极接MOS管Q2A的源极，MOS管Q2A的源极接齐纳二极管D4的负极，MOS管Q2A的栅极和MOS管Q2B的栅极均接MOS管Q9的漏极；电阻R10的两端分别接MOS管Q2A的源极和MOS管Q9的漏极，MOS管Q9的源极接地，MOS管Q9的栅极接控制模块；所述第二开关模块包括齐纳二极管D7，齐纳二极管D7的正极接第二电池的正极，齐纳二极管D7的负极接公共输出端；MOS管Q7B的漏极接齐纳二极管D7的正极，MOS管Q7B的源极接MOS管Q7A的源极，MOS管Q7A的源极接齐纳二极管D7的负极，MOS管Q7A的栅极和MOS管Q7B的栅极均接MOS管Q20的漏极；电阻R29的两端分别接MOS管Q7A的源极和MOS管Q20的漏极，MOS管Q20的源极接地，MOS管Q20的栅极接控制模块。

优选的，所述控制模块包括芯片MPS430F5329，芯片MPS430F5329的34脚接MOS管Q9的栅极，芯片MPS430F5329的35脚接MOS管Q20的栅极。

优选的，还包括第二太阳能板，所述第二太阳能板分别与第一充电模块和第二充电模块相连。

优选的，还包括检测模块，所述检测模块的输入端分别与第一充电模块和第二充电模块相连，所述检测模块的输出端与控制模块相连。

优选的，还包括第三开关模块和若干第四开关模块，所述公共输出端、第三开关模块和摄像监控模块顺次相连，所述公共输出端、第四开关模块和可拓展模块顺次相连，所述第三开关模块和第四开关模块分别与控制模块相连，控制模块用于控制第三开关模块和/或第四开关模块导通或截止。

优选的，所述可拓展模块为通讯模块，所述摄像监控模块与通讯模块相连。

本实用新型中，由于具有两个充电电路和两路电池，控制模块可控制第一开关模块和/或第二开关模块导通或截止，以切换两个电路进行供电或者同时供电，当其中一个充电电路或电池损坏，另一路供电电路仍然可以使用，可大大提升系统的可靠性。

本实用新型还具有如下优点：设置了可拓展的第二太阳能板，可以切换使用两块太阳能板或者同时使用两块太阳能板，在其中一块太阳能板损坏的情况下，仍然可以使用，进一步提升其可靠性；同时，对于本实用新型的输电线监控系统而言，设置了可拓展的供电接口，使得监控系统还可以外联其他监控设备，以增加系统的功能，使系统的拓展性更强。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的可在线扩展太阳能电源的供电装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的第一充电电路的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例的第二充电电路的结构示意图；

图4为本实用新型一种实施例的第一开关模块和第二开关模块的结构示意图；

图5为本实用新型一种实施例的控制模块的结构示意图；

图6为本实用新型一种实施例的电源模块的结构示意图；

图7为本实用新型一种实施例的检测模块的结构示意图；

图8为本实用新型一种实施例的可在线扩展太阳能电源的供电装置的结构示意图；

图9为本实用新型一种实施例的第三开关模块的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。下述所说的“连接”、“相连”和“接”，可以是两个部件之间直接连接，或者通过其他元器件间接连接。

本实用新型实施例提供一种可在线扩展太阳能电源的供电装置，如图1所示，其包括第一太阳能板11，所述第一太阳能板11、第一充电模块21、第一电池31和第一开关模块41顺次相连，所述第一太阳能板11、第二充电模块22、第二电池32和第二开关模块43顺次相连，第一开关模块41和第二开关模块42的输出端均与公共输出端相连，公共输出端与摄像监控模块61相连。同时，所述第一开关模块41和第二开关模块42分别与控制模块5相连，控制模块5用于控制第一开关模块41和/或第二开关模块42导通或截止。

第一太阳能板11吸收太阳光，将太阳能转换为电能，通过第一充电模块21向第一电池31充电，通过第二充电模块22向第二电池32充电。如图中所示，第一电池31和第二电池32均通过公共输出端向外供电。摄像监控模块61包括相机，相机通过公共输出端输出的电压供电，以开启工作。第一开关模块41和第二开关模块42均起到开关作用，第一开关模块41导通，则第一电池31通过公共输出端供电，否则不供电，第二开关模块42导通，则第二电池32通过公共输出端供电，否则不供电。控制模块5控制第一开关模块41和/或第二开关模块42的通断，在任意一路供电电路无法工作时，另一路供电电路仍然可以使用，可保证相机持续工作，以大大提升系统的可靠性。

在一种实施例中，如图2所示，所述第一充电模块21包括芯片BQ24650，芯片BQ24650连接相应的电源，通过电源供电，电源可以是外接的电源或者是利用公共输出端输出的电压作为电源。具体如图中所示，芯片的1脚VCC端可通过第一太阳能板11的输出端VIN供电。

芯片BQ24650的15脚接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极接第一太阳能板11，MOS管Q1的源极接MOS管Q8的漏极，MOS管Q8的栅极接芯片BQ24650的13脚，MOS管Q8的源极接地，所述第一电池BT1的正极接MOS管Q1的源极，当然在第一电池BT1的正极和MOS管Q1的源极之间连接有常规的滤波电路。MOS管Q1和MOS管Q8形成双开关管电路，芯片BQ24650的15脚和13脚均输出PWM信号，控制MOS管Q1和MOS管Q8导通或截止，使充电电压的输出频率可控制的电压信号，这是开关电源较为常用的技术手段。

进一步的，还包括有反馈电路，反馈电路一端接第一电池，另一端接芯片的8脚，反馈电路包括电阻R13、电阻R16和电容C13，电阻R13和电阻R16形成分压，输入芯片8脚的反馈电压与充电电压呈正比，芯片依据反馈电压的变化，改变PWM信号的频率，使充电电压保持稳定，这也是开关电源最为常用的技术手段之一。

同理，如图3所示，所述第二充电模块22也采用芯片BQ24650，芯片BQ24650的15脚接MOS管Q15的栅极，MOS管Q15的漏极接第二太阳能板，MOS管Q15的源极接MOS管Q19的漏极，MOS管Q19的栅极接芯片BQ24650的13脚，MOS管Q19的源极接地，所述第二电池BT2的正极接MOS管Q15的源极。MOS管Q15和MOS管Q19形成双开关管电路，芯片BQ24650的15脚和13脚均输出PWM信号，控制MOS管Q15和MOS管Q19导通或截止，使充电电压的输出频率可控制的电压信号。

在一种实施例中，如图4所示，所述第一开关模块41包括齐纳二极管D4，齐纳二极管D4的正极接第一电池的正极，齐纳二极管D4的负极接公共输出端；MOS管Q2B的漏极接齐纳二极管D4的正极，MOS管Q2B的源极接MOS管Q2A的源极，MOS管Q2A的源极接齐纳二极管D4的负极，MOS管Q2A的栅极和MOS管Q2B的栅极均接MOS管Q9的漏极；电阻R10的两端分别接MOS管Q2A的源极和MOS管Q9的漏极，MOS管Q9的源极接地，MOS管Q9的栅极接控制模块；所述第二开关模块42包括齐纳二极管D7，齐纳二极管D7的正极接第二电池的正极，齐纳二极管D7的负极接公共输出端；MOS管Q7B的漏极接齐纳二极管D7的正极，MOS管Q7B的源极接MOS管Q7A的源极，MOS管Q7A的源极接齐纳二极管D7的负极，MOS管Q7A的栅极和MOS管Q7B的栅极均接MOS管Q20的漏极；电阻R29的两端分别接MOS管Q7A的源极和MOS管Q20的漏极，MOS管Q20的源极接地，MOS管Q20的栅极接控制模块。

控制模块输出信号分别至MOS管Q9的栅极和MOS管Q20的栅极，以控制MOS管的通断，当MOS管导通后，电池正极被接地，无法向公共输出端VB供电，当MOS管截止，电池正极与公共输出端VB连通以向公共输出端VB输出电压。控制模块通过输出相应的驱动信号即可控制两路供电电路的使用与否。

其中，如图5所示，所述控制模块5包括芯片MPS430F5329，芯片MPS430F5329的34脚接MOS管Q9的栅极，芯片MPS430F5329的35脚接MOS管Q20的栅极。芯片MPS430F5329的其他引脚则做常规性连接。芯片MPS430F5329与电源模块50相连，由电源模块50向芯片供电，电源模块50可以是外接的电源或者是利用公共输出端输出的电压作为电源。

如图6所示，电源模块50包括芯片TPS5430，芯片的7脚接公共输出端VB，经过稳压处理后，芯片的8脚VCC输出直流电源，以向控制模块5或者其他模块供电。

进一步的，还包括多个检测模块51，所述检测模块51的输入端分别与第一充电模块21和第二充电模块22相连，以检测第一充电模块21和第二充电模块22上的电压值或者电流值，且所述检测模块51的输出端与控制模块5相连，可将检测的电压值或者电流值发送至控制模块5。

如图7所示，检测模块可以是放大器，图7中，放大器的输入端接第二电池BT2的正极VB2端，以采集充电电压，经过放大器放大，放大器的输出端接芯片MPS430F5329的7脚。

在一种实施例中，还包括第二太阳能板12，所述第二太阳能板12分别与第一充电模块21和第二充电模块22相连。第一充电模块21和第二充电模块22的输入端VIN作为可拓展接口，可拓展连接第二太阳能板12，在其中一块太阳能板损坏的情况下，仍然可以使用本实施例的供电装置，进一步提升其可靠性。

本实用新型还提供一种可在线扩展太阳能电源的供电装置，其包括上述实施例的便携式输电线摄像监控装置，如图8所示，其还包括第三开关模块43和若干第四开关模块44，所述公共输出端、第三开关模块43和摄像监控模块61顺次相连，所述公共输出端、第四开关模块44和可拓展模块62顺次相连，所述第三开关模块43和第四开关模块44分别与控制模块5相连，控制模块5用于控制第三开关模块43和/或第四开关模块44导通或截止。

本实施例增设了可拓展模块62，可拓展模块62也通过上述的供电装置供电，控制模块5通过控制第三开关模块43和/或第四开关模块44导通或截止，来控制摄像监控模块61和可拓展模块62是否工作。可拓展模块62可以是有线或者无线的通讯模块，且摄像监控模块61与通讯模块相连，可将摄像监控模块61与物联网系统相连，从而将采集的信息传送至物联网系统。当然，可拓展模块62也可以是温度监控模块、湿度监控模块等气象参数监控模块，从而可以拓展本系统的功能，使系统的拓展性更强。第四开关模块44和可拓展模块62可依据设置多个。

在一种实施例中，如图9所示，第三开关模块43采用了MOS管开关电路，通过MOS管的导通或截止来控制电路的通断。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种可在线扩展太阳能电源的供电装置，其特征在于：

包括第一太阳能板，所述第一太阳能板、第一充电模块、第一电池和第一开关模块顺次相连，所述第一太阳能板、第二充电模块、第二电池和第二开关模块顺次相连，第一开关模块和第二开关模块的输出端均与公共输出端相连；所述公共输出端与摄像监控模块相连；所述第一开关模块和第二开关模块分别与控制模块相连，控制模块用于控制第一开关模块和/或第二开关模块导通或截止。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于：

所述第一充电模块包括芯片BQ24650，芯片BQ24650的15脚接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极接第一太阳能板，MOS管Q1的源极接MOS管Q8的漏极，MOS管Q8的栅极接芯片BQ24650的13脚，MOS管Q8的源极接地，所述第一电池的正极接MOS管Q1的源极。

3.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于：

所述第二充电模块包括芯片BQ24650，芯片BQ24650的15脚接MOS管Q15的栅极，MOS管Q15的漏极接第二太阳能板，MOS管Q15的源极接MOS管Q19的漏极，MOS管Q19的栅极接芯片BQ24650的13脚，MOS管Q19的源极接地，所述第二电池的正极接MOS管Q15的源极。

4.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于：

所述第一开关模块包括齐纳二极管D4，齐纳二极管D4的正极接第一电池的正极，齐纳二极管D4的负极接公共输出端；MOS管Q2B的漏极接齐纳二极管D4的正极，MOS管Q2B的源极接MOS管Q2A的源极，MOS管Q2A的源极接齐纳二极管D4的负极，MOS管Q2A的栅极和MOS管Q2B的栅极均接MOS管Q9的漏极；电阻R10的两端分别接MOS管Q2A的源极和MOS管Q9的漏极，MOS管Q9的源极接地，MOS管Q9的栅极接控制模块；

所述第二开关模块包括齐纳二极管D7，齐纳二极管D7的正极接第二电池的正极，齐纳二极管D7的负极接公共输出端；MOS管Q7B的漏极接齐纳二极管D7的正极，MOS管Q7B的源极接MOS管Q7A的源极，MOS管Q7A的源极接齐纳二极管D7的负极，MOS管Q7A的栅极和MOS管Q7B的栅极均接MOS管Q20的漏极；电阻R29的两端分别接MOS管Q7A的源极和MOS管Q20的漏极，MOS管Q20的源极接地，MOS管Q20的栅极接控制模块。

5.根据权利要求4所述的供电装置，其特征在于：

所述控制模块包括芯片MPS430F5329，芯片MPS430F5329的34脚接MOS管Q9的栅极，芯片MPS430F5329的35脚接MOS管Q20的栅极。

6.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于：

还包括第二太阳能板，所述第二太阳能板分别与第一充电模块和第二充电模块相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的供电装置，其特征在于：

还包括检测模块，所述检测模块的输入端分别与第一充电模块和第二充电模块相连，所述检测模块的输出端与控制模块相连。

8.根据权利要求1-6任一项所述的供电装置，其特征在于：

还包括第三开关模块和若干第四开关模块，所述公共输出端、第三开关模块和摄像监控模块顺次相连，所述公共输出端、第四开关模块和可拓展模块顺次相连，所述第三开关模块和第四开关模块分别与控制模块相连，控制模块用于控制第三开关模块和/或第四开关模块导通或截止。

9.根据权利要求8所述的供电装置，其特征在于：

所述可拓展模块为通讯模块，所述摄像监控模块与通讯模块相连。