CN209516719U - 太阳能充电切换电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳能充电切换电源，包括：太阳能板、太阳能充电电路、充电切换电路、第一充电电池、第二充电电池、采集电路、控制电路、供电切换电路；太阳能板与太阳能充电电路的输入端电性连接；太阳能充电电路的输出端与充电切换电路的输入端电性连接；充电切换电路的输出端分别与第一充电电池以及第二充电电池电性连接；第一充电电池以及第二充电电池均分别与采集电路的输入端以及供电切换电路的输入端电性连接；控制电路的输入端与采集电路的输出端电性连接；控制电路的输出端分别与充电切换电路的输入端以及供电切换电路的输入端电性连接。该电源使用两个电池轮流充电，有利于延长使用寿命。

Description

太阳能充电切换电源

技术领域

本实用新型涉及太阳能电源技术领域，尤其是涉及太阳能充电切换电源。

背景技术

现有的太阳能电源使用一个电池，电池在使用过程中，一边放电，一边充电。导致蓄电池的损耗较大，太阳能电源老化加快，影响太阳能电源的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述问题，提供了一种太阳能充电切换电源用于解决现有技术的不足。

具体地，本实用新型实施例提供了一种太阳能充电切换电源，包括：用于收集太阳能的太阳能板、用于稳定所述太阳能板输出电压的太阳能充电电路、充电切换电路、供电切换电路、用于存储所述太阳能板收集的电能的第一充电电池以及第二充电电池、用于采集所述第一充电电池以及所述第二充电电池的剩余电容量的采集电路、用于根据所述采集电路的采集结果控制所述充电切换电路分别给所述第一充电电池或者所述第二充电电池进行充电只至达到预设最大电量以及根据所述采集电路的采集结果控制所述供电切换电路以实现所述第一充电电池或者所述第二充电电池进行放电只至达到预设最小电量的控制电路；

所述太阳能板与所述太阳能充电电路的输入端电性连接；所述太阳能充电电路的输出端与所述充电切换电路的输入端电性连接；所述充电切换电路的输出端分别与所述第一充电电池以及所述第二充电电池电性连接；所述第一充电电池以及所述第二充电电池均分别与所述采集电路的输入端以及所述供电切换电路的输入端电性连接；所述控制电路的输入端与所述采集电路的输出端电性连接；所述控制电路的输出端分别与所述充电切换电路的输入端以及所述供电切换电路的输入端电性连接；所述供电切换电路的输出端用于给用电设备供电；

当所述第一充电电池处于可充电状态时，所述第二充电电池处于可放电状态；当所述第二充电电池处于可充电状态时，所述第一充电电池处于可放电状态。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括：升降压电路；所述升降压电路与所述供电切换电路的输出端电性连接；所述升降压电路用于增大或者降低输出电压值以满足用电设备的电压需求。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括：外部充电电路；所述外部充电电路的输出端分别与所述第一充电电池以及所述第二充电电池电性连接；所述外部充电电路的输出端可用于连接外部电源。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外部充电电路为USB接口充电电路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一充电电池和所述第二充电电池的规格型号相同。

作为上述技术方案的进一步改进，所述供电切换电路为电平控制类单刀双掷开关；所述单刀双掷开关具有电平输入端口、第一端口、第二端口和第三端口；当所述电平输入端口的输入电平为高电平时，所述第一端口与所述第二端口连接导通；当所述电平输入端口的输入电平为低电平时，所述第一端口与所述第三端口连接导通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述充电切换电路为电平控制类单刀双掷开关；所述单刀双掷开关具有电平输入端口、第一端口、第二端口和第三端口；当所述电平输入端口的输入电平为高电平时，所述第一端口与所述第二端口连接导通；当所述电平输入端口的输入电平为低电平时，所述第一端口与所述第三端口连接导通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述采集电路包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻和所述第二电阻串联后连接在所述第一充电电池或所述第二充电电池的两端，所述第一电阻与所述第二电阻的公共端连接所述控制电路的电压采集端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制电路包括：处理器；所述处理器内集成有模数转换单元以及比较器电路；所述模数转换单元与所述采集电路电性连接；所述比较器电路的比较输出端与所述供电切换电路以及所述充电切换电路电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一充电电池和所述第二充电电池均选用大容量锂离子电池。

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：该太阳能充电切换电源使用两个电池轮流充电直至充满，不像现有的太阳能电源使用一个电池，电池在使用过程中，一边放电，一边充电。导致蓄电池的损耗较大，太阳能电源老化加快，影响太阳能电源的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提出的太阳能充电切换电源的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提出的太阳能充电电路的电路图；

图3为本实用新型一实施例提出的电平控制类单刀双掷开关的结构图；

图4为本实用新型一实施例提出的充电切换采集控制供电切换电路的电路图；

图5为本实用新型另一实施例提出的太阳能充电切换电源的结构示意图。

主要元件符号说明：

10-太阳能板；20-太阳能充电电路；30-充电切换电路；41-第一充电电池；42-第二充电电池；50-采集电路；60-控制电路；70-供电切换电路；80- 升降压电路；90-外部充电电路。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开保护范围限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中，表述“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种太阳能充电切换电源，包括：太阳能板10、太阳能充电电路20、充电切换电路30、第一充电电池 41、第二充电电池42、采集电路50、控制电路60、供电切换电路70。

太阳能板10与太阳能充电电路20的输入端电性连接。太阳能充电电路20的输出端与充电切换电路30的输入端电性连接；充电切换电路30的输出端分别与第一充电电池41以及第二充电电池42电性连接；第一充电电池41以及第二充电电池42均分别与采集电路50的输入端以及供电切换电路70的输入端电性连接；控制电路60的输入端与采集电路50的输出端电性连接；控制电路60的输出端分别与充电切换电路30的输入端以及供电切换电路70的输入端电性连接。

太阳能板10用于收集太阳能；太阳能充电电路20用于稳定太阳能板 10输出电压；第一充电电池41和第二充电电池42均用于存储太阳能板10 收集的电能；采集电路50用于采集第一充电电池41以及第二充电电池42 的剩余电容量；控制电路60用于根据采集电路50的采集结果控制充电切换电路30分别给第一充电电池41或者第二充电电池42进行充电只至达到预设最大电量；控制电路30还用于根据所采集电路的采集结果控制供电切换电路70以实现第一充电电池41或者第二充电电池42进行放电只至达到预设最小电量；当第一充电电池41处于可充电状态时，第二充电电池42 处于可放电状态；当第二充电电池42处于可充电状态时，第一充电电池41 处于可放电状态。保证同一时间，其中一个充电电池用于充电蓄能，另一个充电电池用于放电供用户使用。

本申请的实用新型人发现现有太阳能电池板都是使用1个充电电池。该充电电池使用中进行出现一边充电一边放电的情形，导致充电电池的使用寿命缩短。通过设置两个充电电池轮流交替工作，保证同一时间，其中一个充电电池用于充电蓄能，另一个充电电池用于放电供用户使用。即解决用户的用电需求，蓄电蓄电，电池使用过程中不会出现一边充电一边放电的情形有利于延长电池的使用寿命。

供电切换电路70的输出端用于给用电设备供电。

第一充电电池41和第二充电电池42优选规格型号相同的锂离子电池。

太阳能充电电路20可以选用如图2所示的电路结构；太阳能充电电路 20包括：二极管D1、电容C1、发光二极管D2、电阻R13以及R14、稳压芯片IC1。端口P+和端口P-用于连接太阳能板10。端口CH_VBAT用于连接充电切换电路30的输入端。二极管D1用于防反接保护。

充电切换电路30可以为电平控制类单刀双掷开关；单刀双掷开关具有电平输入端口、第一端口、第二端口和第三端口；当电平输入端口的输入电平为高电平时，第一端口与第二端口连接导通；当电平输入端口的输入电平为低电平时，第一端口与所述第三端口连接导通。同理，供电切换电路70也可以为电平控制类单刀双掷开关；单刀双掷开关具有电平输入端口、第一端口、第二端口和第三端口；当电平输入端口的输入电平为高电平时，第一端口与所述第二端口连接导通；当电平输入端口的输入电平为低电平时，第一端口与所述第三端口连接导通。如图3所示，电平控制类单刀双掷开关具体包括：3根金属条、1个铁球导体、1个高电平驱动的电磁铁构成。正常状态下，铁球导体由于重力作用搁置在第一金属条与第三金属条上，将第一端口P1与第三端口P3导通，当电平输入端口的输入电平为高电平时，电磁铁产生磁力，将铁球导体吸起来，使铁球导体搁置在第一金属条与第二金属条上，将第一端口P1与第二端口P2导通。

采集电路50、充电切换电路30、供电切换电路70以及控制电路连接在一起如图4所示。

采集电路50包括：4个电阻(R1、R2、R7、R8)；每2个电阻串联后连接在第一充电电池或第二充电电池的两端，电阻R1与R2的公共端 BAT1_ADC以及电阻R7与R8的公共端BAT2_ADC连接控制电路60的电压采集端。通过实时采集充电电池的电压值确定剩余电容量的百分数。控制电路60的电压采集端即模数转换单元的输入端口。

充电切换电路30包括MOS管VT1、电阻R3、电阻R5、MOS管VT3、电阻R9和电阻R11。当充电使能端口CH_BAT1_EN为高电平信号时，MOS 管VT1导通，充电装置可以通过CH_VBAT端口对第一充电电池BAT1进行充电。当充电使能端口CH_BAT1_EN为低平信号时，MOS管VT1截止，充电装置不可以对第一充电电池BAT1进行充电。同理，当充电使能端口CH_BAT2_EN为高电平信号时，MOS管VT3导通，充电装置可以通过 CH_VBAT端口对第二充电电池BAT2进行充电。当充电使能端口

CH_BAT2_EN为低平信号时，MOS管VT3截止，充电装置不可以对第二充电电池BAT2进行充电。

同理，供电切换电路50包括MOS管VT2、电阻R4、电阻R6、MOS 管VT4、电阻R10和电阻R12。当放电使能端口BAT1_EN为高电平信号时， MOS管VT2导通，第一充电电池BAT1可以对用电装置进行放电。当放电使能端口BAT1_EN为低平信号时，MOS管VT2截止，第一充电电池BAT1 不可以对用电装置进行放电。同理，当放电使能端口BAT2_EN为高电平信号时，MOS管VT4导通，第二充电电池BAT2可以对用电装置进行放电。当放电使能端口BAT2_EN为低平信号时，MOS管VT4截止，第二充电电池BAT2不可以对用电装置进行放电。

控制电路60包括：处理器以及处理器相关的外围电路；处理器内集成有模数转换单元以及比较器电路；模数转换单元与采集电路电性连接；比较器电路的比较输出端与供电切换电路以及充电切换电路电性连接。

处理器可以选用常见的51单片机或者ARM处理器等具有模数转换单元以及比较器电路的处理器。

控制器集成有模数转换单元以及比较器电路；模数转换单元提供的输入端口与电压采集端口BAT1_ADC以及BAT2_ADC连接；模数转换单元根据实时采集的电池的分压值确定电池是处于充电状态还是放电状态。比较器电路根据实时采集的分压值与预设值比较后通过充电使能端口以及放电使能端口输出高低电平信号实现第一充电电池与第二充电电池的充放电需求。

实施例2

如图5所示，在实施例1的基础上增加了升降压电路80；升降压电路 80与供电切换电路70的输出端电性连接；升降压电路70用于增大或者降低输出电压值以满足用电设备的电压需求。

在本实施例中，太阳能充电切换电源还可包括：外部充电电路90；外部充电电路90的输出端分别与第一充电电池41以及第二充电电池42电性连接；外部充电电路41的输出端可用于连接外部电源。外部充电电路优选 USB接口充电电路。可以通过移动电源或者USB充电插头给太阳能充电切换电源进行充电。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能充电切换电源，其特征在于，包括：用于收集太阳能的太阳能板、用于稳定所述太阳能板输出电压的太阳能充电电路、充电切换电路、供电切换电路、用于存储所述太阳能板收集的电能的第一充电电池以及第二充电电池、用于采集所述第一充电电池以及所述第二充电电池的剩余电容量的采集电路、用于根据所述采集电路的采集结果控制所述充电切换电路分别给所述第一充电电池或者所述第二充电电池进行充电只至达到预设最大电量以及根据所述采集电路的采集结果控制所述供电切换电路以实现所述第一充电电池或者所述第二充电电池进行放电只至达到预设最小电量的控制电路；

所述太阳能板与所述太阳能充电电路的输入端电性连接；所述太阳能充电电路的输出端与所述充电切换电路的输入端电性连接；所述充电切换电路的输出端分别与所述第一充电电池以及所述第二充电电池电性连接；所述第一充电电池以及所述第二充电电池均分别与所述采集电路的输入端以及所述供电切换电路的输入端电性连接；所述控制电路的输入端与所述采集电路的输出端电性连接；所述控制电路的输出端分别与所述充电切换电路的输入端以及所述供电切换电路的输入端电性连接；所述供电切换电路的输出端用于给用电设备供电；

当所述第一充电电池处于可充电状态时，所述第二充电电池处于可放电状态；当所述第二充电电池处于可充电状态时，所述第一充电电池处于可放电状态。

2.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，还包括：升降压电路；所述升降压电路与所述供电切换电路的输出端电性连接；所述升降压电路用于增大或者降低输出电压值以满足用电设备的电压需求。

3.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，还包括：外部充电电路；所述外部充电电路的输出端分别与所述第一充电电池以及所述第二充电电池电性连接；所述外部充电电路的输出端可用于连接外部电源。

4.根据权利要求3所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述外部充电电路为USB接口充电电路。

5.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述第一充电电池和所述第二充电电池的规格型号相同。

6.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述供电切换电路为电平控制类单刀双掷开关；所述单刀双掷开关具有电平输入端口、第一端口、第二端口和第三端口；当所述电平输入端口的输入电平为高电平时，所述第一端口与所述第二端口连接导通；当所述电平输入端口的输入电平为低电平时，所述第一端口与所述第三端口连接导通。

7.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述充电切换电路为电平控制类单刀双掷开关；所述单刀双掷开关具有电平输入端口、第一端口、第二端口和第三端口；当所述电平输入端口的输入电平为高电平时，所述第一端口与所述第二端口连接导通；当所述电平输入端口的输入电平为低电平时，所述第一端口与所述第三端口连接导通。

8.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述采集电路包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻和所述第二电阻串联后连接在所述第一充电电池或所述第二充电电池的两端，所述第一电阻与所述第二电阻的公共端连接所述控制电路的电压采集端。

9.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述控制电路包括：处理器；所述处理器内集成有模数转换单元以及比较器电路；所述模数转换单元与所述采集电路电性连接；所述比较器电路的比较输出端与所述供电切换电路以及所述充电切换电路电性连接。

10.根据权利要求1所述的太阳能充电切换电源，其特征在于，所述第一充电电池和所述第二充电电池均选用大容量锂离子电池。