CN210468880U - 升压保护式太阳能充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种升压保护式太阳能充电电路，包括有锂电池，锂电池上连接有保护模块，保护模块上连接有充电管理模块，充电管理模块上连接有升压模块，升压模块上连接有外连接口，保护模块通过电路控制逻辑模块与充电管理模块。由此，依托于升压模块的存在，提升太阳能电池板输出电压，使其在阴雨天也可以输出一定的电压，从而提升了整体的利用效率和稳定性。使用充电管理模块作为锂电池的前级输入，使锂电池得到一个稳定的输入电压，提升锂电池等储能设备稳定性和寿命。整体结构简单，不需要额外的控制器件(如MCU)的参与，便于配合各类小型设备的使用需要。

Description

升压保护式太阳能充电电路

技术领域

本实用新型涉及一种充电电路，尤其涉及一种升压保护式太阳能充电电路。

背景技术

目前对于太阳能发电的应用种类繁多，大到光伏电站，小到太阳能充电宝，大型光伏电站都会对太阳能板的输出进行电压转换的处理，以达到提高太阳能利用效率和保护设备的目的。

然而，对于小型设备，目前并不会对太阳能利用效率、设备保护做必要的处理，大多仅仅在太阳电池板输出端正向连接一个二极管防止电流倒流，然后直接连接锂电池等储能设备。但是，这种处理方式仅仅避免了在弱光环境下太阳能电池板成为耗流负载，二极管依然存在反向电流，在太阳能电池板产生的电压小于储能设备的电压时，太阳能电池板依然是一个消耗电流的负载。同时，对于提升利用率和设备保护的帮助有限，在阳光不稳定的时候，太阳能电池板产生的电压并不稳定，使得储能设备等的稳定性和寿命都大打折扣，使得很多小型设备的太阳能充电功能沦为摆设，实际上无法实现。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种升压保护式太阳能充电电路，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种升压保护式太阳能充电电路。

本实用新型的升压保护式太阳能充电电路，包括有锂电池，其中：所述锂电池上连接有保护模块，所述保护模块上连接有充电管理模块，所述充电管理模块上连接有升压模块，所述升压模块上连接有外连接口，所述保护模块通过电路控制逻辑模块与充电管理模块。

进一步地，上述升压保护式太阳能充电电路的，其中，所述保护模块通过第一MOS管与充电管理模块相连，所述保护模块通过第二MOS管与锂电池相连。

更进一步地，上述的升压保护式太阳能充电电路，其中，所述第一MOS管与充电管理模块中的电流编程脚相连；或是，所述第一MOS管与充电管理模块中充电管理芯片的使能脚相连；或是，所述第一MOS管与升压模块中升压芯片的使能脚相连。

更进一步地，上述的升压保护式太阳能充电电路，其中，所述保护模块通过三极管Q1与充电管理模块相连，所述保护模块通过三极管Q2与锂电池相连。

再进一步地，上述的升压保护式太阳能充电电路，其中，所述外连接口上连接有太阳能电池板；或是，所述外连接口上连接有电源适配器。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、依托于升压模块的存在，提升太阳能电池板输出电压，使其在阴雨天也可以输出一定的电压，从而提升了整体的利用效率和稳定性。

2、使用充电管理模块作为锂电池的前级输入，使锂电池得到一个稳定的输入电压，提升锂电池等储能设备稳定性和寿命。

3、整体结构简单，不需要额外的控制器件(如MCU)的参与，便于配合各类小型设备的使用需要。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是升压保护式太阳能充电电路的原理示意图。

图2是升压保护式太阳能充电电路的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下。

1锂电池 2保护模块

3充电管理模块 4升压模块

5电路控制逻辑模块 6第一MOS管

7第二MOS管 8外连接口

9太阳能电池板 10地系统

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至2的升压保护式太阳能充电电路，考虑到小型设备的正常工作供能需要，其可包括有锂电池1，针对某些极简的使用需求，也可以不附带锂电池1，由用户另外选配，其与众不同之处在于：锂电池1上连接有保护模块2，保护模块2上连接有充电管理模块3，由此实现对充电管理模块3的稳定管理。同时，考虑到外部连接的供电器件输出电压达到锂电池1的充能使用需求，在充电管理模块3上连接有升压模块4。并且，升压模块4上连接有外连接口8，便于适配各类外部供电器件。而且，为了根据锂电池1的工况实现较为匹配的实时升压保护，保护模块2通过电路控制逻辑模块5与升压模块4相连。再者，本实用新型采用的保护模块2通过电路控制逻辑模块5与充电管理模块3相连，实现充电管理模块3的辅助调控。

结合本实用新型一较佳的实施方式来看，为了实现对应的导通与截止控制，采用的保护模块2通过第一MOS管6与充电管理模块3相连，保护模块2通过第二MOS管7与锂电池1相连。采用的第一MOS管6为AO3400AN沟道X0YV1T SOT-23型号。采用的第二MOS管也为AO3400AN沟道X0YV1T SOT-23型号。并且，第二MOS管7可以连接地系统10。结合实际实施来看，第一MOS管6与充电管理模块3中的电流编程脚相连，或是，第一MOS管6与充电管理模块3中充电管理芯片U3型号为SE3608的使能脚相连。当然，针对某些特殊实施需要，还可以让第一MOS管6与升压模块4中升压芯片U2，型号为DW01+G的使能脚相连。

进一步来看，针对某些不同的实施需要，保护模块2通过三极管Q1与充电管理模块3相连，保护模块2通过三极管Q2与锂电池1相连。以此，替代MOS管的使用。同时，结合太阳能充电电路的常规使用来看，可在外连接口8上连接有太阳能电池板9。当然，还可以在外连接口8上连接有电源适配器。

由此，采用本实用新型后，使用第一MOS管6控制充电管理模块3的输出。同时，使用第一MOS管6控制升压模块4的工作状态。并且，使用第二MOS管7控制锂电池1负极与用电设备的地(负极)连接状态。使用第二MOS管7控制锂电池1正极与用电设备的电源输入(正极)连接状态。

本实用新型的工作原理如下：

太阳能电池板9产生电流，锂电池1电压小于高电压保护阈值且大于低电压保护阈值时，保护模块2控制的两个MOS管都导通。此时的电流方向为：太阳能电池板9→升压模块4→充电管理模块3→保护模块2→锂电池1→用电设备。

同时，在太阳能电池板9产生电流时，锂电池1处于过放保护状态，第一MOS管6导通，第二MOS管7截至。由此，切断锂电池1和系统地的连接，只保持与保护模块2和充电管理模块3的连接，用电设备不工作。此时的电流方向：太阳能电池板9→升压模块4→充电管理模块3→保护模块2→锂电池1。

让锂电池1处于过冲保护状态时，第一MOS管6截至，充电管理模块3停止工作，避免损坏锂电池1。此时的电流方向：锂电池1→保护模块2→用电设备。

再进一步来看，当出现无光照、弱光照导致太阳能电池板9不能产生电流的时候，锂电池1电压小于高电压保护阈值且大于低电压保护阈值时，保护模块2控制的两个MOS管都导通。此时的电流方向为：锂电池1→保护模块2→用电设备。

并且，当锂电池1处于过放保护状态时，第一MOS管6导通，第二MOS管7截至，切断锂电池1和系统地的连接，只保持与保护模块2和充电管理模块3的连接，用电设备不工作，系统等待电源接入。

结合实际实施来看，通过本实用新型的构造原理，可以提供如图2所示的电路结构，便于实现。

具体来说，芯片U1的第一引脚端悬空，第二引脚接地，第三引脚连接接线焊盘Header2，第四引脚与二极管D1相连，第五引脚与三极管Q1相连。

芯片U2的第一引脚与三极管Q2相连，第二引脚通过电阻R3与三极管Q2相连，第三引脚与三极管Q1相连，第四引脚悬空，第五引脚连接接线焊盘Header2，第六引脚连接接线焊盘Header2。

芯片U3的第一引脚与二极管D1相连，第二引脚接地，第三引脚与电容C7相连，第四引脚悬空，第五引脚连接接线焊盘Header2，第六引脚连接与电感L1相连。

具体来说，当2.4V<电池电压<4.2V时，三极管Q1，三极管Q2导通，电路正常工作，对外供电。

电池电压>4.2V时，三极管Q1截至，三极Q2导通，充电管理芯片停止工作，电路正常对外供电。

电池电压<2.4V时，三极管Q1导通，副三极2截至，充电管理芯片正常工作，外部电源可以对电池进行充电。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本实用新型后，拥有如下优点：

1、依托于升压模块的存在，提升太阳能电池板输出电压，使其在阴雨天也可以输出一定的电压，从而提升了整体的利用效率和稳定性。

2、使用充电管理模块作为锂电池的前级输入，使锂电池得到一个稳定的输入电压，提升锂电池等储能设备稳定性和寿命。

3、整体结构简单，不需要额外的控制器件(如MCU)的参与，便于配合各类小型设备的使用需要。

此外，本实用新型所描述的指示方位或位置关系，均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或构造必须具有特定的方位，或是以特定的方位构造来进行操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“主”、“副”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“主”、“副”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本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在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.升压保护式太阳能充电电路，包括有锂电池，其特征在于：所述锂电池上连接有保护模块，所述保护模块上连接有充电管理模块，所述充电管理模块上连接有升压模块，所述升压模块上连接有外连接口，所述保护模块通过电路控制逻辑模块与充电管理模块。

2.根据权利要求1所述的升压保护式太阳能充电电路，其特征在于：所述保护模块通过第一MOS管与充电管理模块相连，所述保护模块通过第二MOS管与锂电池相连。

3.根据权利要求2所述的升压保护式太阳能充电电路，其特征在于：所述第一MOS管与充电管理模块中的电流编程脚相连；或是，所述第一MOS管与充电管理模块中充电管理芯片的使能脚相连；或是，所述第一MOS管与升压模块中升压芯片的使能脚相连。

4.根据权利要求1所述的升压保护式太阳能充电电路，其特征在于：所述保护模块通过三极管Q1与充电管理模块相连，所述保护模块通过三极管Q2与锂电池相连。

5.根据权利要求1所述的升压保护式太阳能充电电路，其特征在于：所述外连接口上连接有太阳能电池板；或是，所述外连接口上连接有电源适配器。

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