CN211266523U - 一种弱光型能量管理电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种弱光型能量管理电路结构，包括太阳能板、升压充电管理电路、储能体、能量管理电路，所述升压充电管理电路的输入端与所述太阳能板相连，所述升压充电管理电路的输出端与所述储能体的输入端相连，所述能量管理电路与所述储能体的输出端相连。升压充电管理电路对太阳能板转换的低压电能进行升压后对储能体进行充电管理，有助于在弱光照条件下持续地为储能体进行充电；然后通过能量管理电路对储能体的电能进行监测和稳压处理，从而提高给其它设备供电的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能供电的技术领域，尤其是涉及一种弱光型能量管理电路结构。
背景技术
目前，太阳能供电由于电路结构简单、使用维护方便、环保等优点，被普遍使用在小功率供电场景，如太阳能路灯、太阳能热水器、太阳能传感器等领域，但也存在一些问题，如光照比较弱和无光的情况下供电能力不足等，限制着太阳能应用的发展。
现有的专利文件CN208046971U-一种太阳能路灯电路结构，电池板和蓄电池分别连接主控芯片的两处电压比较端，主控芯片的电压比较的输出端连接开关电路，开关电路分别连接电池板和蓄电池，开关电路控制电池板向蓄电池充电。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：
1、在弱光情况下太阳能电池板为蓄电池持续充电的能力不够，导致给其它设备供电不足；
2、缺乏对电能的监测，导致对传感器供电不稳定。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种弱光型能量管理电路结构，有助于提高电路在弱光的情况下持续、稳定为传感器供能的能力。
本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种弱光型能量管理电路结构，包括太阳能板、升压充电管理电路、储能体、能量管理电路，所述升压充电管理电路的输入端与所述太阳能板相连，所述升压充电管理电路的输出端与所述储能体的输入端相连，所述能量管理电路与所述储能体的输出端相连。
通过采用上述技术方案，升压充电管理电路对太阳能板转换的低压电能进行升压后对储能体进行充电管理，有助于在弱光照条件下持续地为储能体进行充电；然后通过能量管理电路对储能体的电能进行监测和稳压处理，从而提高给其它设备供电的稳定性。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升压充电管理电路包括升压芯片和充电管理芯片，所述升压芯片和所述太阳能板之间连接有并联的电感线圈和电容。
通过采用上述技术方案，升压芯片用于对太阳能板转换输出的低电压电能电压进行升压，并联的电感线圈和电容用于去除太阳能板输出的电能中的交流成分，充电管理芯片与储能体相连，从而使电路即使处在弱光的情况下也能通过升压芯片和充电管理芯片对储能体3进行持续充电储能，然后为其它设备持续供电。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升压芯片和所述充电管理芯片之间设置有调整电阻。
通过采用上述技术方案，升压芯片和充电管理芯片之间设置有调整电阻，通过调整电阻的阻值可以提高升压芯片的输出电压，满足充电管理芯片的需求。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升压充电管理电路还包括开关电路，所述开关电路用于控制所述太阳能板向所述储能体充电。
通过采用上述技术方案，升压充电管理电路通过控制开关电路的导通和断开从而控制太阳能板向储能体充电。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述开关电路包括与所述充电管理芯片相连接的MOS管以及和所述储能体的输入端相连的电感线圈。
通过采用上述技术方案，充电管理芯片输出高低电平来控制MOS管的导通和断开，从而使充电管理芯片通过该MOS管来控制开关电路的导通和断开，进而控制太阳能板向储能体充电；电感线圈用于滤除输入储能体的交流成分。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述能量管理电路包括电压监测芯片和低压差稳压芯片。
通过采用上述技术方案，电压监测芯片用于监测储能体的输出电压的高低，并将监测结果输出给低压差稳压芯片，从而控制低压差稳压芯片的电压输出。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电压监测芯片的输入端和所述储能体的输出端通过压降二极管相连，且和所述低压差稳压芯片的输出端通过压降二极管相连，所述低压差稳压芯片的输入端与所述储能体的输出端直接相连。
通过采用上述技术方案，电压监测芯片通过压降二极管与储能体相连并单向导通，使得储能体的输出电压经降压调节后适合电压监测芯片的输入电压，且低压差稳压芯片的输入端与储能体的输出端直接相连、输出端与电压监测芯片的输入端通过一个压降二极管相连形成一个迟滞电路，从而可以避免电路发生震荡现象而影响低压差稳压芯片输出电压的稳定性，提高了系统的抗干扰能力。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电压监测芯片的输出端和所述低压差稳压芯片的使能管脚相连。
通过采用上述技术方案，电压监测芯片的输出端和低压差稳压芯片的使能管脚直接相连，从而可以通过电压监测芯片输出电平的高低对低压差稳压芯片进行使能与去使能，从而调节低压差稳压芯片的输出电压。
综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：
1、有助于在弱光照条件下持续地为储能体进行充电，从而提高电路的供电能力。
2、可以避免电路发生震荡现象而影响输出电压的稳定性，提高了系统的抗干扰能力。
附图说明
图1是本实用新型公开的一种弱光型能量管理电路结构的结构示意图。
图中，1、太阳能板；2、升压充电管理电路；201、升压芯片；202、充电管理芯片；3、储能体；4、能量管理电路；401、电压监测芯片；402、低压差稳压芯片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1，为本实用新型公开的一种弱光型能量管理电路结构的结构示意图，包括太阳能板1、升压充电管理电路2、储能体3、能量管理电路4，升压充电管理电路2的输入端与太阳能板1相连，升压充电管理电路2的输出端与储能体3的输入端相连，能量管理电路4与储能体3的输出端相连。通过升压充电管理电路2对太阳能板1转换的低压电能进行升压后对储能体3进行充电管理，有助于在弱光照条件下持续地为储能体3进行充电；然后通过能量管理电路4对储能体3的电能进行监测和稳压处理，从而提高电路给其它设备供电的稳定性。
实施例一
上述升压充电管理电路2包括升压芯片201和充电管理芯片202，升压芯片201和太阳能板1之间连接有并联的电感线圈L4和电容C21。
本实施例的实施原理为：具体的，升压芯片201采用TPS61099，其输入电压为0.7V—5.5V，输出电压范围为1.8V—5.5V，静态工作电流低至400nA；充电管理芯片202采用BQ24650电池管理芯片，该芯片输入电压5—28V，输出充电电压在2.1V—26V间变化，其静态功耗低至15uA；太阳能板1采用单晶太阳能板，其有效面积约3平方厘米，峰值开口电压约1V，峰值短路电流约10mA，占用面积小从而可以减小系统的体积，能量转换效率高。太阳能板1通过并联的电感线圈和电容与升压芯片201的输入端相连，将单晶太阳能板1转换输出的低电压电能（1V）电压进行升压，并联的电感线圈L4和电容C21用于去除太阳能板1输出的电能中的交流成分；升压芯片201的输出端与充电管理芯片202的输入端相连，充电管理芯片202与储能体3相连，这样即使处在弱光的情况下也能通过升压芯片201和充电管理芯片202对储能体3进行持续充电储能，然后为其它设备持续供电。
实施例二
上述实施例一中的升压芯片201和充电管理芯片202之间设置有调整电阻。
本实施例的实施原理为：升压芯片201和充电管理芯片202之间设置有调整电阻R15、R17，通过调整电阻R15、R17的阻值，使升压芯片201的输出电压为5V，满足充电管理芯片202的需求。
实施例三
上述升压充电管理电路2还包括开关电路，该开关电路用于控制太阳能板1向储能体3充电。
本实施例的实施原理为：开关电路的输入端和上述实施例二中的升压充电管理电路2的充电管理芯片202的输入端并联于上述升压芯片201的输出端，开关电路的输出端和储能体3的输入端相连，使得充电管理芯片202可以通过控制开关电路的导通和断开从而控制太阳能板1向储能体3充电。
实施例四
上述实施例三中的开关电路包括与上述充电管理芯片202相连接的MOS管Q1以及和储能体3的输入端相连的电感线圈L3。
本实施例的实施原理为：如图1，MOS管Q1与充电管理芯片202的HIDRV管脚相连，通过HIDRV管脚输出高低电平来控制MOS管Q1的导通和断开，从而使充电管理芯片202通过该MOS管Q1来控制开关电路的导通和断开，并通过调整电阻R13和R14的阻值变化调节开关电路的输出电压，进而控制太阳能板1向储能体3充电；电感线圈L3用于滤除输入储能体3的交流成分。
实施例五
上述能量管理电路4包括电压监测芯片401和低压差稳压芯片402。
本实施例的实施原理为：电压监测芯片401用于监测储能体3的输出电压的高低，并将监测结果输出给低压差稳压芯片402，从而控制低压差稳压芯片402的电压输出。具体的，电压监测芯片401采用MCP111芯片，MCP111芯片是一个当输入电压大于DC2.7V时输出高电平的电压监测芯片；低压差稳压芯片402采用TPS70933芯片，它是一个带高电平使能功能的低功耗低压差线性稳压器LDO，在高电平使能情况下其输出电压稳定在DC3.3V，能为其它设备提供稳定的电压。
实施例六
上述实施例五中的电压监测芯片401的输入端和储能体3的输出端通过压降二极管D11和D10相连，且和低压差稳压芯片402的输出端通过压降二极管D9相连，低压差稳压芯片402的输入端与储能体3的输出端直接相连。进一步的，电压监测芯片401的输出端和低压差稳压芯片402的使能管脚相连。
本实施例的实施原理为：电压监测芯片401通过两个压降二极管D11和D10与储能体3相连并单向导通，使得储能体3的输出电压经过压降二极管D11和D10的降压调节后适合电压监测芯片401的输入电压。进一步的，电压监测芯片401的输出端和低压差稳压芯片402的使能管脚直接相连，从而可以通过电压监测芯片401输出电平的高低对低压差稳压芯片402进行使能与去使能，使低压差稳压芯片402的输出电压为DC3.3V或0V，且低压差稳压芯片402的输出端与电压监测芯片401的输入端通过一个压降二极管D9相连，形成一个迟滞电路，从而可以避免电路发生震荡现象而影响低压差稳压芯片402输出电压的稳定性，提高了系统的抗干扰能力。具体地，压降二极管D11和D10均选择PN结0.7V压降二极管，D9选择PN结0.3V压降二极管。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种弱光型能量管理电路结构，其特征在于：包括太阳能板、升压充电管理电路、储能体、能量管理电路，所述升压充电管理电路的输入端与所述太阳能板相连，所述升压充电管理电路的输出端与所述储能体的输入端相连，所述能量管理电路与所述储能体的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述升压充电管理电路包括升压芯片和充电管理芯片，所述升压芯片和所述太阳能板之间连接有并联的电感线圈和电容。
3.根据权利要求2所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述升压芯片和所述充电管理芯片之间设置有调整电阻。
4.根据权利要求2所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述升压充电管理电路还包括开关电路，所述开关电路用于控制所述太阳能板向所述储能体充电。
5.根据权利要求4所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述开关电路包括与所述充电管理芯片相连接的MOS管以及和所述储能体的输入端相连的电感线圈。
6.根据权利要求1所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述能量管理电路包括电压监测芯片和低压差稳压芯片。
7.根据权利要求6所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述电压监测芯片的输入端和所述储能体的输出端通过压降二极管相连，且和所述低压差稳压芯片的输出端通过压降二极管相连，所述低压差稳压芯片的输入端与所述储能体的输出端直接相连。
8.根据权利要求6所述的弱光型能量管理电路结构，其特征在于：所述电压监测芯片的输出端和所述低压差稳压芯片的使能管脚相连。
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| CN201922377079.0U CN211266523U (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种弱光型能量管理电路结构 |
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2019
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