CN209233522U - 一种复合降压式太阳能移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型所涉及一种复合降压式太阳能移动电源，包括电池模块，充电模块，输出模块；所述充电模块包括太阳能电池板和充电电路；电池模块包括由选用聚合物锂电池组合而成电芯；因输出模块包括供给笔记本充电的升压电路模块，供给手机充电的降压电路模块以及电池模块直接输出模块。使用时，利用升压电路模块上的输出接口对笔记本电脑充电，利用降压电路模块上的输出接口对手机数码充电，利用电池模块直接输出模块对其它数码产品实行充电，使得形成三路不同电压的输出接口，以供不同数码产品充电使用。又因充电模块包括了太阳能电池板和充电电路，利用太阳能电池板将外界太阳能转换成电能，以供充电模块充电使用的功能。

Description

一种复合降压式太阳能移动电源

【技术领域】

本实用新型涉及一种用于日常生活领域中的复合降压式太阳能移动电源。

【背景技术】

由于环境污染和能源的紧缺，绿色环保能源开发利用及节能技术已经成为当今世界关注的焦点。而太阳能是我们消费者日常生活中离不开的资源，同时也是消费者生活中最丰富最理性的环保绿色能源。与此同时，由于现有技术中各种各样的数码产品的多功能化的趋势，使得所述现有数码产品本身携带的电源无法满足数码产品本身的需要，为了满足数码产品耗电量的要求，随后出现一种外设充电设备，也就是平时所说移动电源。在数码产品使用过程，虽然所述的现有移动电源能够满足数码产品耗电量要求，但是，由于有些数码产品只能接收5V电压，有些数码只能接收12V电压，有些数码只能接收20V电压，例如，充手机的移动电源不给手提电脑充电，反之，充手提电脑的移动电源不能给手机充电，使得各自移动电源所匹配电压值不一样，导致现有移动电源不能对不同数码产品进行充电目的。

【实用新型内容】

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不仅利用户外清洁太阳能充电，而且还可以对不同数码产品进行充电的复合降压式太阳能移动电源。

为此解决上述技术问题，本实用新型中的技术方案所采用一种复合降压式太阳能移动电源，其包括电池模块，分别与电池模块连接的充电模块和输出模块；所述充电模块包括为电池模块提供电源充电的太阳能电池板和充电电路；所述的电池模块包括由选用聚合物锂电池组合而成电芯；所述的输出模块包括供给笔记本充电的升压电路模块，供给手机充电的降压电路模块以及电池模块直接输出模块；所述降压电路模块包括输入滤波电路，与输入滤波电路连接的降压控制芯片U3，与降压控制芯片U3连接的电感滤波电路，与电感电路连接的输出滤波电路，降压功率开关管电源；所述输出滤波电路输出端与降压控制芯片U3相互连接；使用时，所述输入滤波电路输入端输入直流电压之后，经过降压控制芯片U3，至电感滤波电路，通过变换以及输出滤波电路后得到直流电压，当输入滤波电路输出端的电压有变化时，通过降压控制芯片U3从输出滤波电路的输出端进行采样，并将采样反馈信号送入到降压控制芯片U3，再经过降压控制芯片U3内部的电路来实现调节脉冲输出宽度，改变降压功率控制芯片U3内部的功率开关管内部占空比，使得电压稳定。

进一步限定，所述降压控制芯片U3是由电流输出降压开关型集成的稳压芯片构成，型号为LM2576T-5.0；所述稳压芯片内部集成了一个频率为52KHZ的振荡器，无需要外部器件供给，所述的稳压芯片内部集成一个精度较高的稳压器，为反馈电源提供较为精准的参考电源，最大输出电流大3A，所述稳压芯片内置两级过流保护以及过热保护电路。

进一步限定，所述降压电路模块设置有降压电路，该降压电路包括降压控制芯片U3，连接于降压控制芯片U3一端上的电容C11，电容C12，连接于降压控制芯片U3上面的二极管D2和电感L2，电容C13，所述的二极管D3和电感L2并联连接在降压控制芯片U3上，所述电容C13，连接于电容C13两端的电容C14，以及连接于电容C14两端的输出接口芯片端CN3。

本实用新型的有益技术效果：因在本技术方案中所述的输出模块包括供给笔记本充电的升压电路模块，供给手机充电的降压电路模块以及电池模块直接输出模块。使用时，利用所述升压电路模块上的输出接口对笔记本电脑充电，利用降压电路模块上的输出接口对手机数码充电，利用电池模块直接输出模块对其它数码产品实行充电，使得形成三路不同电压的输出接口，以供不同数码产品充电使用。又因所述充电模块包括了太阳能电池板和充电电路，利用所述太阳能电池板将外界太阳能转换成电能，以供充电模块充电使用的功能，因此，达到利用户外清洁太阳能充电的功能和对不同数码产品进行充电的功能。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型中复合降压式太阳能移动电源的方框图；

图2为本实用新型中复合降压式太阳能移动电源的原理图；

图3为本实用新型中充电电路的电路图；

图4为本实用新型中升压电路模块的电路图；

图5为本实用新型中升压控制芯片U2的电路图；

图6为本实用新型中功率开关管电源的电路图；

图7为本实用新型中降压电路模块的方框图；

图8为本实用新型中降压电路模块内部的电路图；

图9为本实用新型中太阳能电池板的原理图；

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1至图9所示，下面结合实施例说明一种复合降压式太阳能移动电源，其包括电池模块，充电模块，输出模块，以及输出接口；所述充电模块和输出模块分别与电池模块输出端连接在一起，所述输出接口分别与充电模块，输出模块连接的。

所述电池模块是有聚合物锂电池的电解质为聚合物与盐的混合物的固体电解质构成。该固体电解质是由聚合物锂电池电池构成。所述的电池模块包括由选用聚合物锂电池组合而成电芯。

所述充电模块包括为电池模块提供电源充电的太阳能电池板和充电电路。所述太阳能电池板是由单锦硅太阳能电池板构成。所述太阳能电池板是采用型号为CN3705的PWM降压或升压的电池充电管理芯片构成。所述充电管理芯片的输入电压范围为7.5V至28V，充电电流最高达到5A，PWM开关频率为300KHZ，具有封装外形小，外围元器件少以及使用简单的特点。所述充电管理芯片适合锂电池或磷酸铁锂电池的充电。所述充电管理芯片具有涓流，恒流以及恒压充电模式。所述恒压充电模式是由通过1个电阻对充电电压进行设定比例的分压而构成。所述恒流充电模式是通过在回路中接一个阻止较小的电阻设定而成。所述涓流充电模式是使用恒流充电 15％电流进行充电。在本实施例中，所述太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳光辐射能转换成电能的装置，该装置主要是将外界太阳能吸收，储存并转换成电能，以供给电池模块的电源。

所述充电电路包括充电芯片U1，连接在充电芯片U1上引脚8上的电容 C8，连接在充电芯片U1上引脚11上的电容C7，连接在充电芯片U1上引脚9上的电阻R6、电容C9、电容C10，电容C9和电容C10相互并联连接的，所述电阻R6另一端与电容C9和电容C10共有一端相互连接；连接于充电芯片U1 上引脚15上的电容C1和电容C2，电容C1和电容C2并联连接的；连接于电容 C1和电容C2共有连接端上的输入端接口芯片CN1；连接在充电芯片U1上引脚 1上的电容C3，连接在充电芯片U1上引脚16上的三极管Q1，连接于三极管Q1 上的二极管D1，连接在二极管D2输出端上的电感L1，连接于二极管D1与电感 L1之间的二极管D2；连接于电感L1输出端上的电阻R3，连接于电阻R3输出端上的相互并联连接的电容C5和电容C4，以及连接于电容C5和电容C4共有一端上的输出端接口芯片CN2；所述电容C1和电容C2，为输入端的滤波电容，所述的三极管Q1是由P沟道场效应管构成的。所述三极管Q1，二极管D2，以及电感L1，电容C4，组成了一个降压充电电路。在充电电路中充电时分别能实现恒压充电功能，涓流充电功能，以及恒流充电功能。所述电池与电阻R4，电阻R5 构成回路，产生分压，将电阻R5两端的电压反馈到充电芯片U1的引脚10处电压反馈端，所述的充电芯片U1根据被反馈回来的电压信号选择所述工作模式，若反馈电压接近充电芯片内部的设定的电压值时，所述的充电电路将会进入恒压充电模式，即完成恒压充电功能。在充电状态下，如果检测到通过电子反馈回来的电池电压低于恒压充电的事先设定值时，说明电池处于过度放电状态，为了保护电池，将进入涓流充电模式，此时充电电路将以很小的电流对电池进行充电。所述恒流充电是根据恒流充电时的电流而设定电阻之比值决定。

所述的输出模块包括供给笔记本充电的升压电路模块，供给手机充电的降压电路模块以及电池模块直接输出模块。所述升压电路模块包括升压控制芯片 U2，分别连接于升压控制芯片U2输入端的供电电路和电流反馈电路，连接于电路反馈电路上的高频电感电路，连接于高频电感电路输入端的输入滤波电路，连接于高频电感电路输出端的功率开关管电源，连接于功率开关管电源上面输出滤波电路，所述功率开关管电源与升压控制芯片U2相互连接的，连接于升压控制芯片U2上的时钟电路，连接于升压控制芯片U2上的电压反馈电路；所述电压反馈电路一端与输出滤波电路输出端连接，而电压反馈电路另一端与升压控制芯片U2相互连接。交流电压从输入滤波电路进入，高频电感电路，功率开关管电源，通过变换器以及输出端的输出滤波电路整流滤波之后得到的直流电压，当输入直流电压变化时，为了保证输出的直流电压的稳定，对输出滤波电路的输出端的输出电压进行采样，将所采样回来的电压信号反馈给升压控制芯片U2，经过升压控制芯片U2内部的环路处理之后，来调节脉冲输出的宽度，改变功率开关管的占空比，达到稳定的目的。

所述升压控制芯片U2包括型号为TL494，SG3525，UC384X的开关电压控制芯片，所述的型号TL494的开关电压控制芯片是一款固定频率的PWM控制芯片，振荡频率是通过外部的电阻和电容调节，应用于单端正激双管式，半桥式，全桥式开关电源的设计；所述型号SG3525的开关电压控制芯片是一款性能优良，通用性强的单片集成PWM控制芯片，输出驱动形式为推拉输出，有过留保护功能；所述型号UC3843的开关电压控制芯片是一款高性能的固定频率电流模式控制器，专为DC-DC直流变换器应用而设计，低压锁定口限为8.5V时即为通，7.6V时即为断，最大输出电流可高达1A，能直接驱动MOSFET，能进行精确的占空比控制；芯片还具有输入和参考欠压锁定、自动前馈补偿、逐周电流限制、低工作电流特点；最大工作频率为500KHZ，最大占空比可高达96％。

所述升压控制芯片U2包括参考比较器，连接于参考比较器输出端上参考稳压器，安装在参考稳压器上的内部偏置模块，与参考稳压器连接的稳压比较器VREL，连接于稳压比较器VREL输出端的锁存脉宽调制器，与锁存脉宽调制器连接的电流检测比较器，连接于电流检测比较器负极输入端的误差放大器，连接于锁存脉宽调制器上面的振荡器，连接于误差放大器正极输入端上的并联电阻。

所述功率开关管电源包括开关输入端整流滤波器，与开关输入端整流滤波器连接的开关变换器，与开关变换器输出端连接的开关输出端整流滤波器，以及分别与开关变换器与开关输出端整流滤波器输出端之间的开关PWM控制电路；所述开关变换器是由功率开关管和高频变压器组成，该开关转换器对设于功率开关管电源内部的功率开关管实现导通或关断作用，将直流电转换成交流电，经过高频变压器传到后级，也是功率开关管电源核心关键部件；所述开关 PWM控制电路是由基准电源，振荡器，误差放大器，PWM比较器组成，该开关 PWM控制电路产生脉冲宽度脉冲调制信号实现所述功率开关管的关断或导通，占空比由反馈电路控制。

所述降压电路模块包括输入滤波电路，与输入滤波电路连接的降压控制芯片U3，与降压控制芯片U3连接的电感滤波电路，与电感电路连接的输出滤波电路，降压功率开关管电源；所述输出滤波电路输出端与降压控制芯片U3相互连接；使用时，所述输入滤波电路输入端输入直流电压之后，经过降压控制芯片 U3，至电感滤波电路，通过变换以及输出滤波电路后得到直流电压，当输入滤波电路输出端的电压有变化时，通过降压控制芯片U3从输出滤波电路的输出端进行采样，并将采样反馈信号送入到降压控制芯片U3，再经过降压控制芯片U3 内部的电路来实现调节脉冲输出宽度，改变降压功率控制芯片U3内部的功率开关管内部占空比，使得电压稳定。

所述降压控制芯片U3是由电流输出降压开关型集成的稳压芯片构成型号为LM2576T-5.0；所述稳压芯片内部集成了一个频率为52KHZ的振荡器，无需要外部器件供给，所述的稳压芯片内部集成一个精度较高的稳压器，为反馈电源提供较为精准的参考电源，最大输出电流大3A，所述稳压芯片内置两级过流保护以及过热保护电路。所述降压电路模块设置有降压电路，该降压电路包括降压控制芯片U3，连接于降压控制芯片U3一端上的电容C11，电容C12，连接于降压控制芯片U3上面的二极管D2和电感L2，电容C13，所述的二极管D3和电感L2并联连接在降压控制芯片U3上，所述电容C13，连接于电容C13两端的电容C14，以及连接于电容C14两端的输出接口芯片端 CN3。

所述的电池模块输入端分别连接有太阳能电池板，PFC模块，该PFC模块输入端与外界的市电连接，所述的电池模块输出端与输出模块连接，所述输出模块输出端分别设置有20V/90W，12V/36W，5V/10W三种不同电压电流的输出接口，该输出接口分别供给手机数码产品，手提数码产品以及其他数码的接口供电。在供电过程中，所述输出接口上分别连接有温控保护器，共同与输出模块和温控保护器连接的单片机，该单片机上安装有LED显示灯。

使用时，当手机数码产品与所述移动电源连接充电时，所述降压电路模块为连接手机数码产品的接口进行实现减压功能，使得电池模块内部的电流电压能够与手机数码产品的电流电压配合，以便供手机数码产品充电的目的。当手提数码产品与所述移动电源连接充电时，所述升压电路模块为连接手提数码产品的接口进行实现升压功能，使得电池模块内部的电流电压能够与手提数码产品的电流电压配合，以便供手提数码产品充电的目的。同理，当其它数码产品与所述移动电源连接充电时，所述升压电路模块或降压电路模块为被连接的接口进行升压或降压的功能，使得电池模块内部的电流电压能够与其它的数码产品的电流电压配合，以便实现充电目的。在此充电过程中，所述温控保护器将对与外界数码产品连接的接口的电压电流进行采样，将所采样电流电压的信号传导到单片机，所述的单片机经过处理之后，将处理后的结果信号传递给数码模块，以便输出模块进行调节功能。

在本实施例中，所述移动电源可W使用市电AC100V至240V，50/60HZ 充电，也可以采用现在环保的太阳能充电，户外方便的车载电源充电。所述电芯采用聚合物裡电池，内置三并三串处理，得到额定电压为12V容量，6000M AH的电池组模块。所述的输出接口方式采用多种输出功率，如5V/1A/2A可供给手机、MP3、MP4、平板电脑等小功率电子产品充电的输出口；12 V/3ALED照明的输出口，20V/4.5A可供给笔记本电脑等大功率电子产品充电的输出口。充放电最大效率为90％。充电电路采用目前锂电池充电较为流行的恒流、恒压充电方式，可以最大限度的利用电池。且在电路输出回路和充电回路均加了过温保护器，在温度过高时可以立即关断电源，防止事故发生。在电路板的主回路加了过流保护电路，可以在输出电流或充电电流过大时关断电路，有效的给电路提供了过流保护。当电池的电压过低或者低于安全电压8.5 V时，控制系统关闭放电电路，保护电池自身不被损坏，延长电池的使用寿命。

在本实施例中，所述太阳能电池包括电池外壳，置于电池外壳内部的光阳极多孔材料，染料分子，电解液，前电极，对电极，，负电极，正电极；所述染料分子分为激发态染料分子和染料分子；所述负电极置于钙钛矿纳米颗粒内部两端，所述的正电极置于钙钛矿纳米颗粒上端面，所述的对电极置于钙钛矿纳米颗粒下端面，所述激发态染料分子和染料分子置于钙钛矿纳米颗粒与对电极之间的电解液内部；当激发态染料分子接收到光照时，则电池中的染料分子受到激发后，染料中的电子由价价带传输到导带，染料分子导带中的电子在能级差的作用下传输到多孔材料的导带，然后，注入的电子迅速集中在导带玻璃的负电极上面流出到外电路；此时处于氧化太的染料分子与电解液中的还原性离子产生作用，染料分子回到基态，与染料分子产生作用后的电解质离子，扩散到对电极，与对电极的电子结合形成一个循环，即为产生电流。此种光电转换就是用太阳能电池将太阳能转化为电能的过程，达到清洁无污染，安全环保，以及具有成本低廉，原料丰富的特点效果。

综上所述，因在本技术方案中所述的输出模块包括供给笔记本充电的升压电路模块，供给手机充电的降压电路模块以及电池模块直接输出模块。使用时，利用所述升压电路模块上的输出接口对笔记本电脑充电，利用降压电路模块上的输出接口对手机数码充电，利用电池模块直接输出模块对其它数码产品实行充电，使得形成三路不同电压的输出接口，以供不同数码产品充电使用。又因所述充电模块包括了太阳能电池板和充电电路，利用所述太阳能电池板将外界太阳能转换成电能，以供充电模块充电使用的功能，因此，达到利用户外清洁太阳能充电的功能和对不同数码产品进行充电的功能。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。

Claims (4)

1.一种复合降压式太阳能移动电源，其包括电池模块，分别与电池模块连接的充电模块和输出模块；所述充电模块包括为电池模块提供电源充电的太阳能电池板和充电电路；所述的电池模块包括由选用聚合物锂电池组合而成电芯；其特征在于：所述的输出模块包括供给笔记本充电的升压电路模块，供给手机充电的降压电路模块以及电池模块直接输出模块；所述降压电路模块包括输入滤波电路，与输入滤波电路连接的降压控制芯片U3，与降压控制芯片U3连接的电感滤波电路，与电感电路连接的输出滤波电路，降压功率开关管电源；所述输出滤波电路输出端与降压控制芯片U3相互连接；使用时，所述输入滤波电路输入端输入直流电压之后，经过降压控制芯片U3，至电感滤波电路，通过变换以及输出滤波电路后得到直流电压，当输入滤波电路输出端的电压有变化时，通过降压控制芯片U3从输出滤波电路的输出端进行采样，并将采样反馈信号送入到降压控制芯片U3，再经过降压控制芯片U3内部的电路来实现调节脉冲输出宽度，改变降压功率控制芯片U3内部的功率开关管内部占空比，使得电压稳定。

2.根据权利要求1所述一种复合降压式太阳能移动电源，其特征在于：所述降压控制芯片U3是由电流输出降压开关型集成的稳压芯片构成，型号为LM2576T-5.0；所述稳压芯片内部集成了一个频率为52KHZ的振荡器，无需要外部器件供给，所述的稳压芯片内部集成一个精度较高的稳压器，为反馈电源提供较为精准的参考电源，最大输出电流大3A，所述稳压芯片内置两级过流保护以及过热保护电路。

3.根据权利要求1所述一种复合降压式太阳能移动电源，其特征在于：所述降压电路模块设置有降压电路，该降压电路包括降压控制芯片U3，连接于降压控制芯片U3一端上的电容C11，电容C12，连接于降压控制芯片U3上面的二极管D2和电感L2，电容C13，所述的二极管D3和电感L2并联连接在降压控制芯片U3上，所述电容C13，连接于电容C13两端的电容C14，以及连接于电容C14两端的输出接口芯片端CN3。

4.根据权利要求1所述一种复合降压式太阳能移动电源，其特征在于：所述太阳能电池包括电池外壳，置于电池外壳内部的光阳极多孔材料，染料分子，电解液，前电极，对电极，钙钛矿纳米颗粒，负电极，正电极；所述染料分子分为激发态染料分子和染料分子；所述负电极置于钙钛矿纳米颗粒内部两端，所述的正电极置于钙钛矿纳米颗粒上端面，所述的对电极置于钙钛矿纳米颗粒下端面，所述激发态染料分子和染料分子置于钙钛矿纳米颗粒与对电极之间的电解液内部。