CN211744082U - 一种太阳能充电装置及智能快递柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种太阳能充电装置及智能快递柜，所述太阳能充电装置包括：太阳能面板，用于接收太阳能并将太阳能转化为电能，其输出电压为第一电压；判断模块，包括电压采样电路、译码电路和开关电路，所述电压采样电路对第一电压采样以生成采样电压，所述译码电路用于将所述采样电压译码转换为开关信号，所述开关电路根据所述开关信号导通或截止；调压模块，用于根据所述开关电路的导通或截止对所述第一电压进行调节以输出第二电压。本实用新型实施例实现了太阳能的充分利用，不仅满足了在光照充足的情况下使用太阳能，而且在光照较弱的情况下也能够使用太阳能进行充电，提高了太阳能充电装置对环境的适应性，也提高了太阳能的利用率。

Description

一种太阳能充电装置及智能快递柜

技术领域

本实用新型实施例涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳能充电装置及智能快递柜。

背景技术

随着人们环保意识的加重，太阳能技术的应用也越来越普遍，目前市面上已经有很多能够太阳能进行充电的装置，例如，目前很多智能快递柜都具备太阳能充电的功能。

目前市面上常见的太阳能充电装置，基本采用降压式充电，这表示只有当太阳能面板在吸收超过一定阈值的有效光通量的条件下，太阳能充电装置才开始进行工作。而在太阳光不强烈、太阳能面板面积较小、或者天气情况不理想等情况下，太阳能充电装置几乎很难对蓄电系统进行能量补充。而为了不影响人们的正常生活又为人们提供便利，智能快递柜通常设置有遮挡物或者光线不太好的地方，因此，如果采用市面上常规的太阳能充电装置，将使智能快递柜在对太阳能的使用方面产生极大不便。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种太阳能充电装置及智能快递柜，以提高太阳能充电装置对环境的适应性和太阳能的利用率。

第一方面，本实用新型实施例提供一种太阳能充电装置，包括：

太阳能面板，用于接收太阳能并将太阳能转化为电能，其输出电压为第一电压；

判断模块，包括电压采样电路、译码电路和开关电路，所述电压采样电路对第一电压采样以生成采样电压，所述译码电路用于将所述采样电压译码转换为开关信号，所述开关电路根据所述开关信号导通或截止；

调压模块，用于根据所述开关电路的导通或截止对所述第一电压进行调节以输出第二电压。

进一步的，所述电压采样电路包括第一采样电路，所述第一采样电路包括电阻R1、电阻R2、上拉电阻R5和三极管TV1，所述太阳能面板的输出端、电阻R1和电阻R2依次串联连接后接地，电阻R1与电阻R2的公共连接端与三极管TV1的基极连接，三极管TV1的集电极经上拉电阻R5与工作电源的输出端连接，三极管TV1的发射极接地；将电阻R1与电阻R2的公共连接端设为第一采样点，所述第一采样点用于根据所述第一电压输出第一采样电压。

进一步的，所述电压采样电路还包括第二采样电路，所述第二采样电路包括电阻R3、电阻R4、上拉电阻R6和三极管TV2，所述太阳能面板的输出端、电阻R3和电阻R4依次串联连接后接地，电阻R3与电阻R4的公共连接端与三极管TV2的基极连接，三极管TV2的集电极经上拉电阻R6连接到工作电源的输出端，三极管TV2的发射极接地；将电阻R3与电阻R4的公共连接端设为第二采样点，所述第二采样点用于根据所述第一电压输出第二采样电压。

进一步的，所述译码电路包括译码器，所述译码器的引脚VCC连接到工作电源的输出端，所述译码器的引脚A2和引脚A3均接地；

所述译码器的引脚A0与三极管TV1的集电极连接，用于接收所述第一采样电压形成的第一输入信号；

所述译码器的引脚A1与三极管TV2的集电极连接，用于接收所述第二采样电压形成的第二输入信号。

进一步的，所述译码器的引脚Q0根据所述第一输入信号和所述第二输入信号产生第一开关信号；所述译码器的引脚Q2根据所述第一输入信号和所述第二输入信号产生第二开关信号，所述译码器的引脚Q3根据所述第一输入信号和所述第二输入信号产生第三开关信号。

进一步的，所述译码器为74HC4514译码器。

进一步的，所述开关电路包括第一开关，所述第一开关包括三极管TV3、上拉电阻R7和场效应管T3，三极管TV3的发射极接地，三极管TV3的集电极经上拉电阻R7连接到所述太阳能面板的输出端，三极管TV3的基极与所述译码器的引脚Q0连接，场效应管T3的源极也与所述太阳能面板的输出端连接，场效应管T3的栅极与三极管TV3的集电极连接，用于根据所述第一开关信号使场效应管T3的源极和漏极之间导通或截止。

进一步的，所述开关电路还包括第二开关，所述第二开关包括三极管TV4、上拉电阻R8和场效应管T2，三极管TV4的发射极接地，三极管TV4的集电极经上拉电阻R8连接到所述太阳能面板的输出端，三极管TV4的基极与所述译码器的引脚Q2连接，场效应管T2的源极也与所述太阳能面板的输出端连接，场效应管T2的栅极与三极管TV4的集电极连接，用于根据所述第二开关信号使场效应管T2的源极和漏极之间导通或截止。

进一步的，所述开关电路还包括第三开关，所述第三开关包括三极管TV5、上拉电阻R9和场效应管T1，三极管TV3的发射极接地，三极管TV5的集电极经上拉电阻R9连接到所述太阳能面板的输出端，三极管TV5的基极与所述译码器的引脚Q3连接，场效应管T1的源极也与所述太阳能面板的输出端连接，场效应管T1的栅极与三极管TV5的集电极连接，用于根据所述第三开关信号使场效应管T1的源极和漏极之间导通或截止。

第二方面，本实用新型实施例提供一种智能快递柜，包括本实用新型任意实施例提供的太阳能充电装置。

本实用新型实施例提供的太阳能充电装置通过太阳能面板、判断模块和调压模块实现了太阳能的充分利用，根据光照较强、光照适中和光照较弱这三种情况分别采用不同的调压方式，不仅满足了在光照充足的情况下使用太阳能，而且在光照较弱的情况下也能够使用太阳能进行充电，提高了太阳能充电装置对环境的适应性，也提高了太阳能的利用率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种太阳能充电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的太阳能充电装置的判断模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的一种智能快递柜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种太阳能充电装置的结构示意图，可适用于能够使用太阳能进行充电的场合。如图1所示，本实用新型实施例一提供的太阳能充电装置包括：太阳能面板100、判断模块200和调压模块300，判断模块200包括电压采样电路210、译码电路220和开关电路230，调压模块 300之后可以连接需要进行充电的待充电装置(图中未示出)，如，蓄电池。

太阳能面板100接收太阳能并将太阳能转化为电能，转化后的电能输入到判断模块200，为了便于描述，将太阳能面板100输入到判断模块200的电能称为第一电压。判断模块200中，首先电压采样电路210接对第一电压采样后生成采样电压，然后译码电路220将采样电压译码转换为开关信号，最后开关电路230根据接收到的译码电路220输出的开关信号导通或截止，以将第一电压传输到调压模块300。调压模块300根据开关电路230的导通或截止，对第一电压进行不同的调节后，输出稳定的第二电压，第二电压可用于对后续的待充电装置进行充电。

进一步的，开关电路230中包括三个开关：第一开关231、第二开关232 和第三开关233，调压模块300包括：降压电路310、直通电路320和升压电路 330，第一开关231与降压电路310连接，第二开关232与直通电路320连接，第三开关233与升压电路330连接。根据译码电路220输出的开关信号，开关电路230中应有一个开关导通，其余两个开关截止，不同的开关导通，使得调压模块300对第一电压进行不同的调节。

当第一开关231导通、第二开关232和第三开关233截止时，第一电压被引入调压模块300的降压电路310中，说明此时光照较强，第一电压比与太阳能充电装置连接的待充电装置所需要的最高充电电压高，不能直接使用，故降压电路310对第一电压进行降压调节后输出的稳定第二电压，第二电压便是在待充电装置能够使用的充电电压范围内的电压，待充电装置从而可以使用第二电压进行充电。

当第二开关232导通、第一开关231和第三开关233截止时，第一电压被引入调压模块300的直通电路320中，说明此时光照适中，第一电压已在待充电装置能够使用的充电电压范围内，无需对第一电压进行降压或升压处理，直通电路320直接将第一电压作为稳定的第二电压输出。

当第三开关233导通、第一开关231和第二开关232截止时，第一电压被引入调压模块300的升压电路330中，说明此时光照较弱，第一电压比待充电装置所需要的最低充电电压低，不能直接使用，故升压电路330对第一电压进行升压调节后输出稳定的第二电压，使第二电压便满足待充电装置能够使用的充电电压的要求。

本实用新型实施例提供的太阳能充电装置通过太阳能面板、判断模块和调压模块实现了太阳能的充分利用，根据光照较强、光照适中和光照较弱这三种情况分别采用不同的调压方式，不仅满足了在光照充足的情况下使用太阳能，而且在光照较弱的情况下也能够使用太阳能进行充电，提高了太阳能充电装置对环境的适应性，也提高了太阳能的利用率。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的太阳能充电装置的判断模块的结构示意图，本实施例是对上述实施例中判断模块的进一步细化。如图2所示，判断模块200包括：电压采样电路210、译码电路220、开关电路230和工作电源240，由于是对太阳能面板转换的电能的第一电压U进行判断，所以电压采样电路210 的输入端连接到太阳能面板的输出端110。

电压采样电路210包括第一采样电路和第二采样电路，其中，第一采样电路包括电阻R1、电阻R2、上拉电阻R5和三极管TV1，第二采样模块包括电阻 R3、电阻R4、上拉电阻R6和三极管TV2。

第一采样电路中：太阳能面板的输出端110、电阻R1和电阻R2依次串联连接后接地，三极管TV1包括基极、集电极和发射极，电阻R1与电阻R2的公共连接端与三极管TV1的基极连接，三极管TV1的集电极经上拉电阻R5与工作电源240的输出端连接，三极管TV1的发射极接地。第一采样电路中的第一采样点是电阻R1与电阻R2的公共连接端，将第一采样点的电压称为第一采样电压，则第一采样电压

第二采样电路中：太阳能面板的输出端110、电阻R3和电阻R4依次串联连接后接地，三极管TV2包括基极、集电极和发射极，电阻R3与电阻R4的公共连接端与三极管TV2的基极连接，三极管TV2的集电极经上拉电阻R6连接到工作电源240的输出端，三极管TV2的发射极接地。第二采样电路中的第二采样点是电阻R3与电阻R4的公共连接端，将第二采样点的电压称为第二采样电压，则第二采样电压

工作电源240的初始工作电压为U0，当第一电压U＜U0时，后续所有电路处于不工作状态。

三极管全称为半导体三极管，也称双极型晶体管(Bipolar JunctionTransistor， BJT)、晶体三极管。三极管有三个连接端口，分别为基极、集电极和发射极，根据三极管的特性，当基极电压≥0.7V时，集电极和发射极之间会导通，也就是三极管导通；当基极电压＜0.7V时，集电极和发射极之间会截止，也就是三极管截止。由图2可知，三极管TV1的基极电压为Ua，三极管TV2的基极电压为Ub。设定与太阳能充电装置连接的待充电装置所需要的最低充电电压为 U1、最高充电电压为U2，则当第一电压U为U1时，应满足

电阻R1和电阻R2的阻值可根据此公式以及实际情况进行选取；当第一电压U 为U2时，通过选择电阻R1和电阻R2的阻值，使

电阻R3和电阻R4的阻值可根据此公式以及实际情况进行选取。

本实施例中，电压采样电路210的逻辑图可通过表1表示。

表1电压采样电路的逻辑图

译码电路220采用74HC4514译码器，74HC4514译码器为4-16线译码器，即74HC4514译码器有4个输入引脚A0～A3，有16个输出引脚Q0～Q15。本实施例中，仅用到2个输入引脚A0和A1，以及3个输出引脚Q0、Q2和Q3，故将74HC4514译码器的引脚A2和A3接地，74HC4514译码器的VCC引脚连接工作电源240的输出端，以获得工作电压。74HC4514译码器的引脚A0与第一电压采样电路中的三极管VT1的集电极连接，输入到引脚A0中的信号为第一输入信号；74HC4514译码器的引脚A1与第一电压采样电路中的三极管VT2 的集电极连接，输入到引脚A1中的信号为第二输入信号。根据引脚A0的第一输入信号和引脚A1第二输入信号，74HC4514译码器对第一输入信号和第二输入信号进行译码转化后会通过输出引脚Q0、Q2和Q3输出对应的输出信号，也就是开关信号。

本实施例中，译码电路220的逻辑图可通过表2表示。

表2译码电路的逻辑图

开关电路230包括第一开关、第二开关和第三开关，每一个开关都由一个三极管、一个场效应管和一个上拉电阻组成，其中，场效应管为PMOS(Positive channel MetalOxide Semiconductor，P沟道金属氧化物半导体)。

第一开关包括三极管TV3、上拉电阻R7和场效应管T3，三极管TV3的发射极接地，三极管TV3的集电极经上拉电阻R7连接到太阳能面板的输出端110，三极管TV3的基极与译码器的引脚Q0连接，场效应管T3的源极也与太阳能面板的输出端110连接，场效应管T3的栅极与三极管TV3的集电极连接，场效应管T3的漏极连接到调压模块中降压电路的输入端。

第二开关包括三极管TV4、上拉电阻R8和场效应管T2，三极管TV4的发射极接地，三极管TV4的集电极经上拉电阻R8连接到太阳能面板的输出端110，三极管TV4的基极与译码器的引脚Q2连接，场效应管T2的源极也与太阳能面板的输出端110连接，场效应管T2的栅极与三极管TV4的集电极连接，场效应管T2的漏极连接到调压模块中直通电路的输入端。

第三开关包括三极管TV5、上拉电阻R9和场效应管T1，三极管TV3的发射极接地，三极管TV5的集电极经上拉电阻R9连接到太阳能面板的输出端110，三极管TV5的基极与译码器的引脚Q3连接，场效应管T1的源极也与太阳能面板的输出端110连接，场效应管T1的栅极与三极管TV5的集电极连接，场效应管T1的漏极连接到调压模块中升压电路的输入端。

场效应管包括三个连接端口，分别为栅极、漏极、源极，根据PMOS的特性，当栅极-源极之间的电压小于一定值时，漏极和源极之间会导通，也就是场效应管导通；当栅极-源极之间的电压大于一定值时，漏极和源极之间会截止，也就是场效应管截止。

本实施例中，判断模块的电路逻辑图可由表3表示。

表3判断模块的电路逻辑图

当光照强度较弱时，第一电压U＜U1时，三极管TV1和三极管TV2均为截止状态，此时74HC4514译码器的引脚A0的第一输入信号和引脚A1的第二输入信号均为高电平，74HC4514译码器的引脚Q0输出的第一开关信号和引脚 Q2输出的第二开关信号均为低电平，引脚Q3输出的第三开关信号为高电平，从而使三极管TV3及其对应的场效应管T3截止，三极管TV4及其对应的场效应管T2截止，三极管VT5及其对应的场效应管T1导通，则导通的场效应管 T1将第一电压引入到调压模块的升压电路中，从而使升压电路对第一电压进行升压调节后输出稳定的第二电压。

当光照强度适中时，第一电压U1≤U≤U2时，三极管TV1为导通状态，三极管TV2为截止状态，此时74HC4514译码器的引脚A0的第一输入信号为低电平，引脚A1的第二输入信号为高电平，74HC4514译码器的引脚Q0输出的第一开关信号和引脚Q3输出的第三开关信号均为低电平，引脚Q2输出的第二开关信号为高电平，从而使三极管TV3及其对应的场效应管T3截止，三极管TV5及其对应的场效应管T1截止，三极管VT4及其对应的场效应管T2导通，则导通的场效应管T2将第一电压引入到调压模块的直通电路中，直通电路直接将第一电压作为稳定的第二电压输出。

当光照强度较强时，第一电压U＞U2时，三极管TV1和三极管TV2均为导通状态，此时74HC4514译码器的引脚A0的第一输入信号和引脚A1的第二输入信号均为低电平，74HC4514译码器的引脚Q2输出的第一开关信号和引脚 Q3输出的第二开关信号均为低电平，引脚Q1输出的第三开关信号为高电平，从而使三极管TV4及其对应的场效应管T2截止，三极管VT5及其对应的场效应管T1截止，三极管TV3及其对应的场效应管T3导通，则导通的场效应管 T3将第一电压引入到调压模块的降压电路中，从而使降压电路对第一电压进行降压调节后输出稳定的第二电压。

实施例三

图3为本实用新型实施例三提供的一种智能快递柜的结构示意图。如图3 所示，本实用新型实施例提供的智能快递柜300包括蓄电系统310和本实用新型任意实施例提供的太阳能充电装置320，蓄电系统310与太阳能充电装置320 连接，太阳能充电装置320输出的稳定第二电压可以为蓄电系统310充电，蓄电系统310则可以为智能快递柜300中需要使用电能的部件供电。

本实用新型实施例三提供的智能快递柜通过结合本实用新型任意实施例提供的太阳能充电装置，提高了太阳能的利用率，节省了电能，更加环保。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种太阳能充电装置，其特征在于，包括：

太阳能面板，用于接收太阳能并将太阳能转化为电能，其输出电压为第一电压；

判断模块，包括电压采样电路、译码电路和开关电路，所述电压采样电路对第一电压采样以生成采样电压，所述译码电路用于将所述采样电压译码转换为开关信号，所述开关电路根据所述开关信号导通或截止；

调压模块，用于根据所述开关电路的导通或截止对所述第一电压进行调节以输出第二电压。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压采样电路包括第一采样电路，所述第一采样电路包括电阻R1、电阻R2、上拉电阻R5和三极管TV1，所述太阳能面板的输出端、电阻R1和电阻R2依次串联连接后接地，电阻R1与电阻R2的公共连接端与三极管TV1的基极连接，三极管TV1的集电极经上拉电阻R5与工作电源的输出端连接，三极管TV1的发射极接地；将电阻R1与电阻R2的公共连接端设为第一采样点，所述第一采样点用于根据所述第一电压输出第一采样电压。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压采样电路还包括第二采样电路，所述第二采样电路包括电阻R3、电阻R4、上拉电阻R6和三极管TV2，所述太阳能面板的输出端、电阻R3和电阻R4依次串联连接后接地，电阻R3与电阻R4的公共连接端与三极管TV2的基极连接，三极管TV2的集电极经上拉电阻R6连接到工作电源的输出端，三极管TV2的发射极接地；将电阻R3与电阻R4的公共连接端设为第二采样点，所述第二采样点用于根据所述第一电压输出第二采样电压。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述译码电路包括译码器，所述译码器的引脚VCC连接到工作电源的输出端，所述译码器的引脚A2和引脚A3均接地；

所述译码器的引脚A0与三极管TV1的集电极连接，用于接收所述第一采样电压形成的第一输入信号；

所述译码器的引脚A1与三极管TV2的集电极连接，用于接收所述第二采样电压形成的第二输入信号。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述译码器的引脚Q0根据所述第一输入信号和所述第二输入信号产生第一开关信号；所述译码器的引脚Q2根据所述第一输入信号和所述第二输入信号产生第二开关信号，所述译码器的引脚Q3根据所述第一输入信号和所述第二输入信号产生第三开关信号。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述译码器为74HC4514译码器。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述开关电路包括第一开关，所述第一开关包括三极管TV3、上拉电阻R7和场效应管T3，三极管TV3的发射极接地，三极管TV3的集电极经上拉电阻R7连接到所述太阳能面板的输出端，三极管TV3的基极与所述译码器的引脚Q0连接，场效应管T3的源极也与所述太阳能面板的输出端连接，场效应管T3的栅极与三极管TV3的集电极连接，用于根据所述第一开关信号使场效应管T3的源极和漏极之间导通或截止。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述开关电路还包括第二开关，所述第二开关包括三极管TV4、上拉电阻R8和场效应管T2，三极管TV4的发射极接地，三极管TV4的集电极经上拉电阻R8连接到所述太阳能面板的输出端，三极管TV4的基极与所述译码器的引脚Q2连接，场效应管T2的源极也与所述太阳能面板的输出端连接，场效应管T2的栅极与三极管TV4的集电极连接，用于根据所述第二开关信号使场效应管T2的源极和漏极之间导通或截止。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述开关电路还包括第三开关，所述第三开关包括三极管TV5、上拉电阻R9和场效应管T1，三极管TV3的发射极接地，三极管TV5的集电极经上拉电阻R9连接到所述太阳能面板的输出端，三极管TV5的基极与所述译码器的引脚Q3连接，场效应管T1的源极也与所述太阳能面板的输出端连接，场效应管T1的栅极与三极管TV5的集电极连接，用于根据所述第三开关信号使场效应管T1的源极和漏极之间导通或截止。

10.一种智能快递柜，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的太阳能充电装置。

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