CN210780191U - 一种便捷式光伏供电多功能智控箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便捷式光伏供电多功能智控箱，包括：箱体，其设置有一空腔；蓄电池，其安装于空腔内；主控板，其安装于空腔内且与蓄电池连接，主控板包括充电模块；光伏电压输入接口，其设置于箱体的壁面上，光伏电压输入接口的输入端与外部太阳能电池板连接，输出端与充电模块连接，通过充电模块给蓄电池选择最大功率充电模式充电；以及供电接口，其设置于箱体的壁面上，供电接口的输入端与主控板连接，输出端与外部用电器连接。本实用新型通过充电模块给蓄电池选择最大功率充电模式充电，能够提高太阳能电池板的利用率，从而提高蓄电池的充电效率。

Description

一种便捷式光伏供电多功能智控箱

技术领域

本实用新型涉及电源箱体技术领域，特别涉及一种便捷式光伏供电多功能智控箱。

背景技术

随着全球气候变暖、能源危机、环境污染、环保问题等等一系列问题都与化石燃料带有关。人们将目光投向了清洁能源，其中以太阳能、水力发电、风力发电、生物能、海潮能、核能等。与我们日常生活息息相关的能源又于太阳能为主。随着全球经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，随身携带式的电子产品也越来越多，如手机、数码相机、摄像机、便携式DVD、PDA、MP3、MP4、GPS、保暖设备、医疗保健设备等等。它们都要用到移动电源电池，但这些设备的随机电池都会因为电池容量低而显得不能满足设备的正常使用时间。于是出现了移动电源。然而传统的移动电源不能解决能源问题，于是太阳能移动电源应运而生，不仅恰好弥补了传统电源得不能节能环保性能，还集便携性于一身。但现有的太阳能移动电源的输出电流单一，只能输出直流电，不能输出交流电，无法应用于交流用电器中，功能单一，无法满足用户的需求；且现有的太阳能电池板直接与蓄电池连接，没有采用充电选择控制方式，充电效率低，降低太阳能电池板的利用率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便捷式光伏供电多功能智控箱，从而克服现有蓄电池的充电效率低的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种便捷式光伏供电多功能智控箱，包括：箱体，其设置有一空腔；蓄电池，其安装于所述空腔内；主控板，其安装于所述空腔内且与所述蓄电池连接，该主控板包括充电模块；光伏电压输入接口，其设置于所述箱体的壁面上，该光伏电压输入接口的输入端与外部太阳能电池板连接，输出端与所述充电模块连接，通过所述充电模块给所述蓄电池选择最大功率充电模式充电；以及供电接口，其设置于所述箱体的壁面上，该供电接口的输入端与所述主控板连接，输出端与外部用电器连接。

优选地，上述技术方案中，所述蓄电池的充电模式分为最大功率充电模式、限流充电模式、恒压充电模式和浮充模式；当蓄电池的充电电压不大于过充电压，蓄电池的充电电流不大于过充电流时，蓄电池处于最大功率充电模式；当蓄电池的充电电压不大于过充电压，蓄电池的充电电流大于过充电流时，以过充电流进行充电，蓄电池处于限流充电模式，并返回调试蓄电池充电电压和蓄电池的充电电流的值，以使得蓄电池处于最大功率充电模式；当蓄电池的充电电压大于过充电压，蓄电池的充电电流大于最小充电电流时，蓄电池处于恒压充电模式，返回调试充电电压和充电电流的值，以使蓄电池处于最大功率充电模式；当蓄电池的充电电压大于过充电压，蓄电池的充电电流不大于最小充电电流时，断充电完成，充电电压切换为浮充模式。

优选地，上述技术方案中，所述主控板还包括降压模块和升压逆变模块，且所述供电接口包括：交流供电插座，其设置于所述箱体的壁面上，该交流供电插座的输入端与所述升压逆变模块连接，输出端与外部交流用电器连接，通过所述升压逆变模块将所述蓄电池的直流电压升压并逆变成交流电；以及若干个USB接口，每个该USB接口设置于所述箱体的壁面上，且每个该USB接口的输入端与所述降压模块连接，输出端与外部直流用电器连接。

优选地，上述技术方案中，该智控箱还包括交流供电开关，所述交流供电开关设置于所述箱体的壁面上，用于控制所述交流供电插座的交流输出。

优选地，上述技术方案中，该智控箱还包括USB供电开关，所述USB供电开关设置于所述箱体的壁面上，用于控制所有的所述USB接口的直流输出。

优选地，上述技术方案中，还包括电源开关，所述电源开关设置于所述箱体的壁面上，且所述电源开关串接在所述蓄电池和所述主控板之间的供电线路上。

优选地，上述技术方案中，还包括显示屏，所述显示屏设置于所述箱体的壁面上，所述显示屏与所述主控板连接，用于显示所述蓄电池的电量信息、电压信息和电流信息。

优选地，上述技术方案中，还包括：音频输入接口，其设置于所述箱体的壁面上，用于连接外部音频设备；音响，其设置于所述箱体的壁面上，该音响通过所述主控板与所述音频输入接口连接；以及音量调节按钮，其设置于所述箱体的壁面上，该音量调节按钮用于调节所述音响的音量的大小。

优选地，上述技术方案中，所述箱体的壁面上设置有散热孔。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型的主控板包括充电模块，光伏电压输入接口的输入端与外部太阳能电池板连接，输出端通过充电模块与蓄电池连接，通过充电模块给蓄电池选择最大功率充电模式充电，在外部太阳能电池板的光伏电压给蓄电池充电时，通过充电模块不断的调试蓄电池的充电电压与充电电流的值，选择最大功率充电模式给蓄电池充电，提高太阳能电池板的利用率，从而提高蓄电池的充电效率。

2.本实用新型的主控板还包括降压模块和升压逆变模块，且供电接口包括交流供电插座和若干个USB接口，交流供电插座通过升压逆变模块与蓄电池连接，以将蓄电池的直流电压升压并逆变成家用的220V交流电，从而给外部交流用电器供电；若干个USB接口均通过降压模块与蓄电池连接，以将蓄电池的直流电压12V降压变成5V标准直流电压，从而给手机和充电宝等外部直流用电器供电，以使该智控箱既能输出直流电，还能输出交流电，从而能够给交流和直流用电器供电，功能多样化，能够满足用户的多种需求。

附图说明

图1是根据本实用新型的便捷式光伏供电多功能智控箱的主体结构示意图。

图2是根据本实用新型的图1的A-A线剖视图。

图3是根据本实用新型的便捷式光伏供电多功能智控箱的控制原理图。

图4是根据本实用新型的充电模块对蓄电池的充电模式选择流程图。

图5是根据本实用新型的升压逆变模块的升压模块结构图。

图6是根据本实用新型的升压逆变模块的逆变模块结构图。

主要附图标记说明：

1-USB接口，2-USB供电开关，3-显示屏，4-交流供电插座，5-光伏电压输入接口，6-散热孔，7-电源开关，8-音量调节按钮，9-音响，10-交流供电开关，11-音频输入接口，12-主控板，13-蓄电池，14-推挽电路，15-第一整流滤波电路，16-高压直流母线，17-第一分压采样电路，18-升压控制电路，19-第一驱动电路，20-SG3525芯片，21-逆变电路，22-第二整流滤波电路，23-第二分压采样电路，24-TDS2285芯片，25-第二驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图6显示了根据本实用新型优选实施方式的一种便捷式光伏供电多功能智控箱的结构示意图，该智控箱包括箱体、蓄电池13、主控板12、光伏电压输入接口5以及供电接口。参考图1至图3，箱体设置有一空腔；蓄电池13安装于空腔内；主控板12安装于空腔内且与蓄电池13连接，主控板12包括充电模块；光伏电压输入接口5设置于箱体的壁面上，光伏电压输入接口5的输入端与外部太阳能电池板连接，光伏电压输入接口5的输出端与充电模块连接，通过充电模块给蓄电池13选择最大功率充电模式充电；供电接口设置于箱体的壁面上，供电接口的输入端与主控板12连接，供电接口的输出端与外部用电器连接。通过充电模块给蓄电池13选择最大功率充电模式充电，在外部太阳能电池板的光伏电压给蓄电池13充电时，通过充电模块不断的调试蓄电池13的充电电压与充电电流的值，选择最大功率充电模式给蓄电池13充电，提高太阳能电池板的利用率，从而提高蓄电池13的充电效率。

参考图4，外部太阳能电池板在给蓄电池13充电时，采用降压充电的方式，通过充电模块不断调试充电电压U_bat和充电电流I_bat的值，作出相应判断，选择蓄电池13的充电模式。其中，蓄电池13的充电模式分为：最大功率充电模式、限流充电模式、恒压充电模式以及浮充模式。开始时，先调试充电电压U_bat和充电电流I_bat的值，当蓄电池13的充电电压U_bat不大于过充电压U_max，且蓄电池13的充电电流I_bat不大于过充电流I_max时，蓄电池13处于最大功率充电模式，此时能够最大限度地利用太阳能，提高蓄电池13的充电效率；当蓄电池13的充电电压U_bat不大于过充电压U_max，且蓄电池13的充电电流I_bat大于过充电流I_max时，以过充电流I_max进行充电，蓄电池13处于限流充电模式，返回第一步调试充电电压U_bat和充电电流I_bat的值，以使蓄电池13最终选择最大功率充电模式；当蓄电池13的充电电压U_bat大于过充电压U_max，且蓄电池13的充电电流I_bat大于最小充电电流I_min时，该蓄电池13处于恒压充电模式，返回第一步调试充电电压U_bat和充电电流I_bat的值，以使蓄电池13最终选择最大功率充电模式；当蓄电池13的充电电压U_bat大于过充电压U_max，且蓄电池13的充电电流I_bat不大于最小充电电流I_min时，断充电完成，充电电压切换为浮充模式。

参考图1，优选地，该智控箱还包括电源开关7，电源开关7设置于箱体的壁面上，电源开关7串接在蓄电池13和主控板12之间的供电线路上，用于控制整个智控箱的启闭。其中，箱体的壁面上设置有散热孔6，以提高箱体的散热性能，从而提高该智控箱的使用寿命。

参考图1至图3，优选地，主控板12还包括降压模块和升压逆变模块，且供电接口包括交流供电插座4和若干个USB接口1，交流供电插座4设置于箱体的壁面上，交流供电插座4的输入端与升压逆变模块连接，交流供电插座4的输出端与外部交流用电器连接，通过升压逆变模块将蓄电池13的直流电压升压并逆变成交流电，即蓄电池13的电压为12V，通过升压逆变模块能够将蓄电池13的直流电压12V升压逆变成220V交流电，以给外部交流用电器供电；若干个USB接口1，每个USB接口1设置于箱体的壁面上，且每个USB接口1的输入端与降压模块连接，每个USB接口1输出端与外部直流用电器连接，通过降压模块将蓄电池13的直流电压12V降压成5V，从而给手机和充电宝等外部直流用电器供电，以使该智控箱既能输出直流电，还能输出交流电，从而能够给交流和直流用电器供电，功能多样化，能够满足用户的多种需求。

参考图5和图6，优选地，升压逆变模块包括升压模块和逆变模块，升压模块包括推挽电路14、第一整流滤波电路15、第一分压采样电路17以及升压控制电路18，升压控制电路18包括SG3525芯片20和第一驱动电路19，SG3525芯片20通过第一驱动电路19发出PWM波给推挽电路14，控制推挽电路14对蓄电池13的直流电压进行逆变升压，即推挽电路14的两个开关管开始交互导通，将蓄电池13的直流电压逆变形成交流电，再将交流电通过推挽电路14的变压器进行升压，然后通过第一整流滤波电路15将升压后的交流电进行整流和滤波，形成380V的高压直流电，最后通过高压直流母线16输出，其中，采用第一分压采样电路17对第一整流滤波电路15输出的高压直流电进行分压采样，与设定范围值进行对比，若该输出的高压直流电的电压值落在设定范围值内，则通过高压直流母线16输出，若该输出的高压直流电的电压值落在设定范围值外，则通过升压控制电路18反馈控制推挽电路14，即高压直流电经过第一分压采样电路17之后传递到SG3525进行PI调节，反馈控制推挽电路14，以得到稳定的380V的高压直流电。逆变模块包括逆变电路21、第二整流滤波电路22、第二分压采样电路23以及逆变控制电路，升压模块输出的380V高压直流电通过高压直流母线16输送给逆变电路21的输入端，逆变控制电路包括TDS2285芯片24和第二驱动电路25，TDS2285芯片24通过第二驱动电路25发出PWM波给逆变电路21，控制逆变电路21的对角的两个开关管交互导通，且开关管后接有两个滤波电感，构成LC电路，以对380V的高压直流电进行逆变，形成稳定的220V的交流电，逆变电路21的输出端分别与交流供电插座4和第二整流滤波电路22连接，以给交流供电插座4供电，且通过第二整流滤波电路22进行整流滤波，再通过第二分压采样电路23进行采样，并将采样后的电压数据传输给TDS2285芯片24，通过TDS2285芯片24反馈控制逆变电路21，形成稳压反馈，降低波形失真度，以使逆变电路21能够逆变并形成稳定的交流电。

参考图1，优选地，该智控箱还包括交流供电开关10，交流供电开关10设置于箱体的壁面上，交流供电开关10可串接在主控板12与交流供电插座4的供电线路之间，还可串接在升压逆变模块的供电线路上，用于控制交流供电插座4的交流输出，提高安全性能。且该智控箱还包括USB供电开关2，USB供电开关2设置于箱体的壁面上，交流供电开关10可串接在主控板12与USB接口1的供电线路之间，用于控制所有的USB接口1的直流输出，提高安全性能，其中，可以每个USB接口1设置一个USB供电开关2，还可以所有的USB接口1共用一个USB供电开关2。

参考图1和图3，优选地，该智控箱还包括显示屏3，显示屏3设置于箱体的壁面上，显示屏3与主控板12连接，用于显示蓄电池13的电量信息、电压信息和电流信息，以使用户能够直观获取蓄电池13的各种信息，能够及时给蓄电池13充电。

参考图1和图3，优选地，该智控箱还包括音频输入接口11、音响9以及音量调节按钮8，音频输入接口11设置于箱体的壁面上，用于连接外部音频设备，音响9设置于箱体的壁面上，音响9通过主控板12与音频输入接口11连接；音量调节按钮8设置于箱体的壁面上，音量调节按钮8用于调节音响9的音量的大小。使用时，打开电源开关7，将手机或麦克风等设备连接音频输入接口11，通过音响9来播放音乐，且能够通过音量调节按钮8调节音量的大小，提高舒适度。

本实用新型的智控箱的显示屏3、音响9、音量调节按钮9、散热孔6以及所有的开关、接口和插座可根据需要设置在箱体的不同的壁面上，为了便于集中控制，还可以集成设置在同一壁面上；该智控箱通过充电模块使蓄电池13在最大功率充电模式下充电，提高光伏电池利用率；该蓄电池13不仅能够输出直流电压，供外部直流电器使用，还能够将蓄电池13的直流电压升压逆变成家用的220V交流电输出，供外部交流电器使用；且该智控箱上还设置有音响9，功能多样化，以满足用户唱歌和听音乐的需求，舒缓身心。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，包括：

箱体，其设置有一空腔；

蓄电池，其安装于所述空腔内；

主控板，其安装于所述空腔内且与所述蓄电池连接，该主控板包括充电模块；

光伏电压输入接口，其设置于所述箱体的壁面上，该光伏电压输入接口的输入端与外部太阳能电池板连接，输出端与所述充电模块连接，通过所述充电模块给所述蓄电池选择最大功率充电模式充电；以及

供电接口，其设置于所述箱体的壁面上，该供电接口的输入端与所述主控板连接，输出端与外部用电器连接。

2.根据权利要求1所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，所述主控板还包括降压模块和升压逆变模块，且所述供电接口包括：

交流供电插座，其设置于所述箱体的壁面上，该交流供电插座的输入端与所述升压逆变模块连接，输出端与外部交流用电器连接，通过所述升压逆变模块将所述蓄电池的直流电压升压并逆变成交流电；以及

若干个USB接口，每个该USB接口设置于所述箱体的壁面上，且每个该USB接口的输入端与所述降压模块连接，输出端与外部直流用电器连接。

3.根据权利要求2所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，该智控箱还包括交流供电开关，所述交流供电开关设置于所述箱体的壁面上，用于控制所述交流供电插座的交流输出。

4.根据权利要求2所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，该智控箱还包括USB供电开关，所述USB供电开关设置于所述箱体的壁面上，用于控制所有的所述USB接口的直流输出。

5.根据权利要求1所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，还包括电源开关，所述电源开关设置于所述箱体的壁面上，且所述电源开关串接在所述蓄电池和所述主控板之间的供电线路上。

6.根据权利要求1所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏设置于所述箱体的壁面上，所述显示屏与所述主控板连接，用于显示所述蓄电池的电量信息、电压信息和电流信息。

7.根据权利要求1所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，还包括：

音频输入接口，其设置于所述箱体的壁面上，用于连接外部音频设备；

音响，其设置于所述箱体的壁面上，该音响通过所述主控板与所述音频输入接口连接；以及

音量调节按钮，其设置于所述箱体的壁面上，该音量调节按钮用于调节所述音响的音量的大小。

8.根据权利要求1所述的便捷式光伏供电多功能智控箱，其特征在于，所述箱体的壁面上设置有散热孔。

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