CN212086063U - 一种太阳能稳压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能稳压器，涉及稳压装置的技术领域，其包括稳压装置，所述稳压装置具有输入电压工作区间，还包括有：太阳能电池，用于输出供电电压，所述稳压装置耦接于太阳能电池以接收供电电压并输出稳压电压；工作指示装置，耦接于稳压装置以接收稳压电压并响应于稳压电压以实现状态指示；当所述供电电压落入输入电压工作区间时，所述稳压装置输出稳压电压至工作指示装置以实现状态指示；反之，所述工作指示装置不工作。本实用新型具有可以让使用者直观的得知稳压电路是否正常工作的效果。

Description

一种太阳能稳压器

技术领域

本实用新型涉及稳压装置的技术领域，尤其是涉及一种太阳能稳压器。

背景技术

太阳能电池是一种根据太阳光照强度而动态改变输出电压的元件，光强与输出电压通常呈线性正相关，也正是因为光强的变化可以引起输出电压的动态变化，而导致太阳能电池的输出电压无法直接作为电源进行供电。因此太阳能电池必须要通过稳压电路才可以实现对蓄电池或各类用电器的供电。

现有的一种稳压装置如图1所示，其包括稳压芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电阻R2以及第三电阻R3，其中，稳压芯片U1的选型为HX1364-AGN，稳压芯片U1的7、8脚均接地，稳压芯片U1的4脚与输入端VIN连接，稳压芯片U1的2、3脚均空接，输入端VIN连接有第一电容C1，第一电容C1的另一端接地，第一电感L1的一端均与稳压芯片U1的5、6脚连接，第一电感L1的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2的另一端接地，第二电阻R2与第三电阻R3之间的连接结点与稳压芯片U1的1脚连接，第三电阻R3与第一电感L1的连接结点分别于第二电容C2的一端以及第三电容C3的一端连接，第二电容C2的另一端以及第三电容C3的另一端均接地，第三电阻R3与第一电感L1的连接结点为稳压装置的输出端VOUT。

其中，HX1364-AGN是一种同步降压调节器，其具有8V-38V的输入电压工作区间，当输入端的电压落入该输入工作电压区间时，并通过第一电感L1的换能以及第二电阻R2与第三电阻R3的负反馈调节，使得稳压装置可以实现输出恒定电压（VOUT=1.2*（1+R3/R2））且保持电流恒定为2.5A。使其在输出恒定电压的同时还具有良好的带负载能力。并且其响应速度快，通过第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3的滤波，可以进一步降低输入与输出电压的纹波，提高其稳压能力。

但是由于太阳能电池的局限性，以及该稳压电路具有最小值为8V以及最大值为38V的输入电压要求，因此在实际情况中，经常会出现太阳能电池的供电电压小于8V的情况，导致该种稳压电路无法正常工作，而使用者又很难直接判断其是否处于正常工作状态，因此，还具有改进的空间。

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可以让使用者直观的得知稳压电路是否正常工作的太阳能稳压器。

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：

一种太阳能稳压器，包括稳压装置，所述稳压装置具有输入电压工作区间，还包括有：

太阳能电池，用于输出供电电压，所述稳压装置耦接于太阳能电池以接收供电电压并输出稳压电压；

工作指示装置，耦接于稳压装置以接收稳压电压并响应于稳压电压以实现状态指示；

当所述供电电压落入输入电压工作区间时，所述稳压装置输出稳压电压至工作指示装置以实现状态指示；

反之，所述工作指示装置不工作。

通过采用上述技术方案，通过工作指示装置来直观的显示太阳能电池的供电电压是否处于输入电压工作区间内，而使稳压装置处于正常工作状态，省去了使用者对稳压装置的电压进行测试等步骤。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括有USB接口，所述USB接口耦接于稳压装置以输出稳压电压供外部设备插接使用。

通过采用上述技术方案，USB接口的设置方便使用者外接各种USB设备，提高了稳压装置的便携性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括有：

控制装置，耦接于稳压装置以接收稳压电压并输出控制信号；

报警装置，耦接于控制装置以接收控制信号并响应于控制信号以进行警报；

当所述供电电压处于输入电压工作区间外时，所述报警装置进行警报。

通过采用上述技术方案，通过报警装置可以提醒人们稳压装置并未正常进行工作，提醒人们对稳压装置进行检修和排查。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制装置包括：

隔离电路，耦接于稳压装置以接收稳压电压并输出隔离信号；

控制电路，耦接于隔离电路以接收隔离信号并输出控制信号至报警装置。

通过采用上述技术方案，隔离电路的设置将控制装置以及报警装置与稳压装置进行隔离，保证了稳压装置的驱动能力和带负载能力，减小稳压装置的输出损耗，提高了整体的稳定性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制电路包括：

触发单元，耦接于隔离电路以接收隔离信号并输出触发信号；

延时单元，耦接于触发单元以接收触发信号并延时输出控制信号至报警装置。

通过采用上述技术方案，通过延时单元的设置来避免瞬间波动的供电电压所造成的的后续报警装置的误报警，只有当长时间进行触发的时候才可以实现后续的报警，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：所述报警装置包括：

热释电电路，用于检测人体红外线并输出热释电信号；

逻辑门电路，分别耦接于控制装置以及热释电电路以分别接收控制信号以及热释电信号并输出逻辑门信号；

报警电路，耦接于逻辑门电路以接收逻辑门信号并响应于逻辑门信号以进行报警；

当所述供电电压处于输入电压工作区间外，且所述热释电电路检测到人体红外线时，所述报警电路进行警报；

反之，所述报警电路不工作。

通过采用上述技术方案，当人接近的过程中，使报警电路不会发出警报，避免在检修过程中长时间警报，避免影响检修人员，更人性化。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述报警电路包括：

报警单元，用于实现报警；

开关单元，耦接于逻辑门电路以接收逻辑门信号并响应于逻辑门信号以实现闭合报警单元的供电回路。

通过采用上述技术方案，通过开关单元的设置将报警单元的供电回路与前置电路进行分隔，提高了报警单元以及前置电路的驱动能力。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括有：

灯光指示装置，耦接于控制装置以接收控制信号并响应于控制信号以发出灯光指示；

当所述供电电压处于输入电压工作区间外时，所述灯光指示装置发出灯光指示。

通过采用上述技术方案，灯光指示装置的设置可以更直观的使人们得知稳压装置未进行正常工作，方便检修人员进行查看。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述灯光指示装置包括：

振荡电路，耦接于控制装置以接收控制信号并振荡输出振荡信号；

灯光指示电路，耦接于振荡电路以接收振荡信号并响应于振荡信号以间隔发出灯光指示。

通过采用上述技术方案，通过振荡电路的设置使灯光指示电路可以间隔发出灯光指示，指示效果更好，更能引起人们的注意。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过工作指示装置来直观的显示太阳能电池的供电电压是否处于输入电压工作区间内，而使稳压装置处于正常工作状态，省去了使用者对稳压装置的电压进行测试等步骤；

2.USB接口的设置方便使用者外接各种USB设备，提高了稳压装置的便携性；

3.通过延时单元的设置来避免瞬间波动的供电电压所造成的的后续报警装置的误报警，只有当长时间进行触发的时候才可以实现后续的报警，提高了系统的抗干扰能力。

附图说明

图1是现有技术中稳压装置的电路图。

图2是实施例1中稳压装置与工作指示装置的电路图。

图3是实施例2中控制装置的电路图。

图4是实施例2中报警装置以及灯光指示装置的电路图。

图中，1、稳压装置；2、工作指示装置；3、控制装置；4、报警装置；31、隔离电路；32、控制电路；321、触发单元；322、延时单元；41、热释电电路；42、逻辑门电路；43、报警电路；431、报警单元；432、开关单元；5、灯光指示装置；51、振荡电路；52、灯光指示电路。

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。

实施例1：

参照图2，为本实用新型公开的一种太阳能稳压装置1，其包括太阳能电池P1、稳压装置1、工作指示装置2以及USB接口J1。通过工作指示装置2的工作可以提示稳压装置1是否输出恒定电压，并且通过USB接口J1的设置使之可以插接各种USB设备进行使用。

其中，稳压装置1具有输入电压工作区间，太阳能电池P1用于输出供电电压，稳压装置1耦接于太阳能电池P1以接收供电电压并输出稳压电压，工作指示装置2耦接于稳压装置1以接收稳压电压并响应于稳压电压以实现状态指示，USB接口J1耦接于稳压装置1以输出稳压电压。当供电电压落入输入电压工作区间时，稳压装置1输出稳压电压至工作指示装置2以实现状态指示；反之，工作指示装置2不工作。

稳压装置1包括稳压芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电阻R2以及第三电阻R3，其中，稳压芯片U1的选型为HX1364-AGN，稳压芯片U1的7、8脚均接地，稳压芯片U1的4脚与太阳能电池P1P1的正极（1脚）连接，太阳能电池P1P1的负极（2脚）接地。稳压芯片U1的2、3脚均空接，太阳能电池P1P1的正极连接有第一电容C1，第一电容C1的另一端接地，第一电感L1的一端均与稳压芯片U1的5、6脚连接，第一电感L1的另一端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2的另一端接地，第二电阻R2与第三电阻R3之间的连接结点与稳压芯片U1的1脚连接，第三电阻R3与第一电感L1的连接结点分别于第二电容C2的一端以及第三电容C3的一端连接，第二电容C2的另一端以及第三电容C3的另一端均接地。

工作指示装置2包括第一电阻R1以及第一发光二极管LED1，第三电阻R3与第一电感L1的连接结点与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第一发光二极管LED1的正极连接，第一发光二极管LED1的负极接地。

USB接口J1的VBUS脚与第一电阻R1远离第一发光二极管LED1的一端连接，USB接口J1的GND脚接地，USB接口J1的D-脚以及D+脚均空接。

不仅局限于USB的输出方式，还可以在第一电阻R1远离第一发光二极管LED1的一端设置输出结点V0+，并在第一发光二极管LED1的负极设置输出结点VO-。通过V0+以及V0-与外界设备的连接，来实现稳压装置1的输出。

本实施例的实施原理为：

当太阳能电池P1的输出电压位于8V-38V之间时，第一电感L1与第三电容C3的连接结点处始终可以稳定输出一个恒定电压（即稳压电压），此时，稳压电压通过第一电阻R1而经过第一发光二极管LED1，促使第一发光二极管LED1发出指示，使使用者可以直观的感受到稳压装置1的输出状态。

实施例2：

参照图3和图4，本实施例与实施例1的区别在于，为了进一步提高警示效果，还包括有控制装置3以及报警装置4，控制装置3耦接于稳压装置1以接收稳压电压并输出控制信号，报警装置4耦接于控制装置3以接收控制信号并响应于控制信号以进行警报，当供电电压处于输入电压工作区间外时，报警装置4进行警报。

其中，为了实现后续电路与稳压装置1的隔离以避免二者之间发生相对干扰，同时避免降低稳压装置1的带负载能力，控制装置3包括隔离电路31以及控制电路32，隔离电路31耦接于稳压装置1以接收稳压电压并输出隔离信号，控制电路32耦接于隔离电路31以接收隔离信号并输出控制信号至报警装置4。

同时，为了减小太阳能电池P1的电压波动而带来的误报警等情况，控制电路32包括触发单元321以及延时单元322，触发单元321耦接于隔离电路31以接收隔离信号并输出触发信号，延时单元322耦接于触发单元321以接收触发信号并延时输出控制信号至报警装置4。

具体的，隔离电路31包括第四电阻R4以及光耦U2，光耦的1脚与输出结点VO+连接，光耦的2脚与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与输出结点VO-连接。

触发单元321包括第五电阻R5、续流二极管D1、继电器KM1、按钮SB以及PNP型第一三极管Q1，第五电阻R5的一端与光耦U2的3脚连接，第五电阻R5的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极接地，第一三极管Q1的发射极与继电器KM1的线圈的一端连接，继电器KM1的线圈的另一端与按钮SB的一端连接，按钮SB的另一端与电源VCC连接，继电器KM1的线圈与第一三极管Q1的发射极的连接结点与续流二极管D1的正极连接，续流二极管D1的阴极与继电器KM1的线圈的另一端连接，按钮SB与继电器KM1的线圈的连接结点与光耦U2的4脚连接。

延时单元322包括第四电容C4、第五电容C5、第六电阻R6以及555芯片，555芯片的4、8脚与电源VCC连接、1脚接地，第六电阻R6的一端与电源VCC连接，另一端与第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地，555芯片的2脚以及6脚连接至第六电阻R6与第四电容C4之间的连接结点处，555芯片的5脚与第五电容C5的一端连接，第五电容C5的另一端接地。继电器KM1的常开触点KM1-1并联于第四电容C4的两端。延时单元322在本实施例中的本质即为外触发单稳态触发器，通过闭合常开触点KM1-1来使555芯片的3脚延时输出高电平信号，并在常开触点KM1-1闭合时间小于1.1*R6*C4的情况下，555芯片的3脚始终置0，使得提高了由于太阳能电池P1的电压波动而导致的误报警的情况的发生，即只有当常开触点KM1-1的闭合时间大于1.1*R6*C4的情况下，555芯片的3脚才会置1。

当稳压单元不输出稳压电压时，光耦U2断开，第一三极管Q1的基极输入低于截止电压的低电平，此时第一三极管Q1处于导通状态，使继电器KM1得电而吸合常开触点KM1-1，当常开触点KM1-1的闭合时间大于1.1*R6*C4的时候，555芯片的3脚输出高电平信号。

当稳压单元输出稳压电压时，光耦U2闭合，此时第一三极管Q1的基极输入高于截止电压的高电平，此时第一三极管Q1处于截止状态，继而使继电器KM1始终处于失电状态，常开触点KM1-1处于断开状态，555芯片的3脚始终输出低电平信号。

报警装置4包括热释电电路41、逻辑门电路42以及报警电路43，热释电电路41用于检测人体红外线并输出热释电信号，逻辑门电路42分别耦接于控制装置3以及热释电电路41以分别接收控制信号以及热释电信号并输出逻辑门信号，报警电路43耦接于逻辑门电路42以接收逻辑门信号并响应于逻辑门信号以进行报警，当供电电压处于输入电压工作区间外，且热释电电路41检测到人体红外线时，报警电路进行警报；反之，报警电路不工作。

其中，报警电路43包括报警电路43包括报警单元431以及开关单元432，报警单元431用于实现报警，开关单元432耦接于逻辑门电路42以接收逻辑门信号并响应于逻辑门信号以实现闭合报警单元431的供电回路。

热释电电路41包括热释电传感器RS，热释电传感器RS的D脚与电源VCC连接，热释电传感器RS1的G脚接地。

逻辑门电路42包括二输入与门A1，与门A1的一个输入端与555芯片的3脚连接，另一个输入端与热释电传感器RS的S脚连接。

报警单元431包括报警器HA，开关单元432包括第七电阻R7以及NPN型第二三极管Q2，第七电阻R7的一端与与门A1的输出端连接，第七电阻R7的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与报警器HA的一端连接，报警器HA的另一端与电源VCC连接。

当稳压单元不输出稳压电压时，即供电电压位于输入电压工作范围外时，555芯片的3脚输出高电平信号至与门A1，若此时热释电传感器RS采集到人在附近，则热释电传感器RS输出高电平信号，此时与门A1输出高电平信号至第二三极管Q2使之导通，此时报警器HA开始工作以进行警报。

若热释电传感器RS未检测到人体红外线，此时热释电传感器RS始终输入低电平信号，第二三极管Q2截止而不工作，此时，报警器HA停止工作。

为了进一步提高警示效果，还包括有灯光指示装置5，灯光指示装置5耦接于控制装置3以接收控制信号并响应于控制信号以发出灯光指示；当供电电压处于输入电压工作区间外时，灯光指示装置5发出灯光指示。

其中，灯光指示装置5包括振荡电路51以及灯光指示电路52，振荡电路51耦接于控制装置3以接收控制信号并振荡输出振荡信号；灯光指示电路52耦接于振荡电路51以接收振荡信号并响应于振荡信号以间隔发出灯光指示。

振荡电路51包括第一与非门A2、第二与非门A3、第六电容C6以及第八电阻R8，第一与非门A2的一个输入端与555芯片的3脚连接，另一个输入端分别与第八电阻R8的一端以及第六电容C6的一端连接，第八电阻R8的另一端与第一与非门A2的输出端连接，第一与非门A2的输出端与第二与非门A3的两个输入端均连接，第六电容C6的另一个输入端与第二与非门A3的输出端连接。

灯光指示电路52包括第九电阻R9，NPN型第三三极管Q3以及第二发光二极管LED2，第九电阻R9的一端与第二与非门A3的输出端连接，第九电阻R9的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极与第二发光二极管LED2的负极连接，第二发光二极管LED2的阳极与电源VCC连接。

当稳压单元不输出稳压电压时，即供电电压位于输入电压工作范围外时，555芯片的3脚输出高电平信号至第一与非门A1，并通过振荡电路51的起振使振荡电路51输出具有占空比的振荡信号，实现第三三极管Q3的间隔性导通，进而实现第二发光二极管LED2的闪烁。反之，当稳压单元输出稳压电压时，第二发光二极管LED2始终不工作。

同时需要注意的是，在本实施例中，通过控制按钮SB的起闭可以人工控制本实施例中的报警装置4以及灯光指示装置5是否进行工作，使得在夜晚等光照强度低的时候不会长时间进行警报。

另外，本实施例中的电源VCC可以通过蓄电池进行供电，而蓄电池可以通过实施例1中的稳压装置1进行充电，亦或是设计额外的充电装置使太阳能电池P1对蓄电池进行充电，这是本领域技术人员的常规技术手段，此处不再赘述。

本实施例的实施原理为：

当太阳能电池P1的供电电压位于输入电压工作区间外时，光耦U2断开，第一三极管Q1导通，继电器KM1得电而吸合常开触点KM1-1，当常开触点KM1-1吸合至预定时间时，555芯片的3脚输出高电平信号，此时第二发光二极管LED2开始闪烁，当热释电传感器RS未检测到人体红外时，报警器HA开始报警，反之，报警器HA不工作。

当太阳能电池P1的供电电压位于输入电压工作区间内时，光耦U2导通，第一三极管Q1截止，继电器KM1失电，而使555芯片的3脚始终置0，报警器HA以及第二发光二极管LED2均不工作。

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 (9)

1.一种太阳能稳压器，包括稳压装置(1)，所述稳压装置(1)具有输入电压工作区间，其特征在于，还包括有：

太阳能电池，用于输出供电电压，所述稳压装置(1)耦接于太阳能电池以接收供电电压并输出稳压电压；

工作指示装置(2)，耦接于稳压装置(1)以接收稳压电压并响应于稳压电压以实现状态指示；

当所述供电电压落入输入电压工作区间时，所述稳压装置(1)输出稳压电压至工作指示装置(2)以实现状态指示；

反之，所述工作指示装置(2)不工作。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能稳压器，其特征在于：还包括有USB接口，所述USB接口耦接于稳压装置(1)以输出稳压电压供外部设备插接使用。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能稳压器，其特征在于，还包括有：

控制装置(3)，耦接于稳压装置(1)以接收稳压电压并输出控制信号；

报警装置(4)，耦接于控制装置(3)以接收控制信号并响应于控制信号以进行警报；

当所述供电电压处于输入电压工作区间外时，所述报警装置(4)进行警报。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能稳压器，其特征在于，所述控制装置(3)包括：

隔离电路(31)，耦接于稳压装置(1)以接收稳压电压并输出隔离信号；

控制电路(32)，耦接于隔离电路(31)以接收隔离信号并输出控制信号至报警装置(4)。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能稳压器，其特征在于，所述控制电路(32)包括：

触发单元(321)，耦接于隔离电路(31)以接收隔离信号并输出触发信号；

延时单元(322)，耦接于触发单元(321)以接收触发信号并延时输出控制信号至报警装置(4)。

6.根据权利要求3所述的一种太阳能稳压器，其特征在于，所述报警装置(4)包括：

热释电电路(41)，用于检测人体红外线并输出热释电信号；

逻辑门电路(42)，分别耦接于控制装置(3)以及热释电电路(41)以分别接收控制信号以及热释电信号并输出逻辑门信号；

报警电路(43)，耦接于逻辑门电路(42)以接收逻辑门信号并响应于逻辑门信号以进行报警；

当所述供电电压处于输入电压工作区间外，且所述热释电电路(41)检测到人体红外线时，所述报警电路进行警报；

反之，所述报警电路不工作。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能稳压器，其特征在于：所述报警电路(43)包括：

报警单元(431)，用于实现报警；

开关单元(432)，耦接于逻辑门电路(42)以接收逻辑门信号并响应于逻辑门信号以实现闭合报警单元(431)的供电回路。

8.根据权利要求3所述的一种太阳能稳压器，其特征在于，还包括有：

灯光指示装置(5)，耦接于控制装置(3)以接收控制信号并响应于控制信号以发出灯光指示；

当所述供电电压处于输入电压工作区间外时，所述灯光指示装置(5)发出灯光指示。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能稳压器，其特征在于：所述灯光指示装置(5)包括：

振荡电路(51)，耦接于控制装置(3)以接收控制信号并振荡输出振荡信号；

灯光指示电路(52)，耦接于振荡电路(51)以接收振荡信号并响应于振荡信号以间隔发出灯光指示。

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