CN214746541U - 一种太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能热水器，包括太阳能供电电路，快速充电电路，锂电池放电保护电路，水温检测控制电路，辅助加热电路，所述太阳能供电电路通过太阳能电池板U1将太阳能转换为电能，快速充电电路用于控制太阳能电池板对锂电池的充电状态，锂电池放电保护电路为了防止锂电池出现过放现象，水温检测控制电路用于检测太阳能热水器的水温并控制辅助加热电路工作。本实用新型太阳能热水器通过太阳能电池板将光能转换为电能由锂电池存储，并对锂电池采取保护，在太阳能热水器达不到水温标准时可通过控制加热棒进行辅助加温，电路简单易行，安全可靠。

Description

一种太阳能热水器
技术领域
本实用新型涉及太阳能技术领域，具体是一种太阳能热水器。
背景技术
随着时代的发展，人们对于资源环境的重视，使得新能源和可再生能源成为焦点，其中太阳能热水器便是将太阳光转化为热能的加热装置，为了满足人们在生活中或者生产中对于热水的需求，同时也减少了电资源的消耗，太阳能热水器在我国主要以真空管式太阳能热水器为主。
目前现有的太阳能热水器在控制阀门进水出水方面已经有了很多的控制方案，其中通过市电进行辅助加热，人为的控制太阳能热水器水温，增加了用户使用的麻烦，并且水温难以控制，加上由于成本原因，太阳能热水器的控制功能仍旧较为简单，再加上天气等因素的影响容易导致太阳能热水器的采光不充分，水温达不到标准。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太阳能热水器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种太阳能热水器，包括太阳能供电电路，快速充电电路，锂电池放电保护电路，水温检测控制电路，辅助加热电路，所述太阳能供电电路通过太阳能电池板U1将太阳能转换为电能，快速充电电路用于控制太阳能电池板对锂电池的充电状态，锂电池放电保护电路为了防止锂电池出现过放现象，水温检测控制电路用于检测太阳能热水器的水温并控制辅助加热电路工作。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述太阳能供电电路的输出端连接快速充电电路的输入端，快速充电电路的输出端连接锂电池放电保护电路的输入端，锂电池放电保护电路的输出端连接水温检测控制电路的输入端和辅助加热电路的输入端，水温检测控制电路的控制端连接辅助加热电路的控制端。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述水温检测控制电路包括温度传感器U1，所述温度传感器U1连接电阻R2、电阻R5和运放A1的反相端，温度传感器U1的另一端连接地端、电阻R5的另一端、电容C1、电阻R4和三极管N1的发射极，运放A1的同相端通过电阻R3连接电位器RP2，电位器RP2的另一端连接电位器RP2的滑片端、运放A1的输出端、电容C1和运放A2的反相端，电阻R2的另一端通过电位器RP1连接电位器RP1的滑片端、锂电池BAT的正极、电阻R1、二极管D1和继电器K，运放A2的同相端连接电位器RP3的滑片端，电位器RP3连接电阻R1的另一端，电位器RP3的另一端连接电阻R4的另一端，运放A2的输出端连接三极管N1的基极，三极管N1的集电极连接继电器K的另一端和二极管D1的阳极。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述太阳能供电电路包括太阳能电池板U2，所述太阳能电池板U1的一端连接电容C2的正极、电阻R9、电阻R12、充电芯片U3的引脚2和电感L1，太阳能电池板U2的另一端连接地端、电容C2的负极、电阻R11、充电芯片U3的引脚5、场效应管M1的S极、二极管D3的阳极、电阻R13、锂电池BAT的负极、电容C3、电阻R13的另一端、电容C4、电阻R7、三极管N2的发射极和加热棒RL，充电芯片U3的引脚1连接电阻R12的另一端，充电芯片U3的引脚7连接电阻R10和电阻R11的另一端，电阻R10的另一端连接电阻R13和电阻R9的另一端，充电芯片U3的引脚6连接电阻R13的另一端和场效应管M1的G极，充电芯片U3的引脚4连接场效应管M1的D极和二极管D3的阴极，充电芯片U3的引脚3连接电感L1的另一端和二极管D2的一端，二极管D2的另一端连接电容C3的另一端和继电器触点K-1，继电器触点K-1的另一端连接锂电池BAT的正极和继电器触点K-2，继电器K-2的另一端连接二极管D4的阴极和三极管P1的发射极，三极管P1的集电极连接加热棒RL的另一端，三极管P1的基极通过电阻R8连接三极管N2的集电极，三极管N2的基极连接电阻R7的另一端和电阻R6，电阻R6的另一端连接二极管D4的阳极和电容C4的另一端。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述充电芯片U3、电阻R9-R13、电感L1、二极管D2和场效应管M1组成快速充电电路，电阻R6-R8、三极管N2、二极管D4、电容C4和三极管P1组成锂电池放电保护电路。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述温度传感器U1选用AD590温度传感器，充电芯片U2选用LT1073芯片DC-DC转换器。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述运放A1和运放A2选用LM358运算放大器。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述继电器K控制继电器触点K-1和继电器触点K-2动作，继电器触点K-1为常闭触点，继电器K-2为常开触点。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型太阳能热水器通过太阳能电池板将光能转换为电能由锂电池存储，并对锂电池采取保护，在太阳能热水器达不到水温标准时可通过控制加热棒进行辅助加温，电路简单易行，安全可靠。
附图说明
图1为本实用新型一种太阳能热水器的原理方框示意图。
图2为本实用新型一种太阳能热水器的水温检测控制电路图。
图3为本实用新型一种太阳能热水器的太阳能充电控制电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：请参阅图1，一种太阳能热水器，包括太阳能供电电路，快速充电电路，锂电池放电保护电路，水温检测控制电路，辅助加热电路，所述太阳能供电电路通过太阳能电池板U1将太阳能转换为电能，快速充电电路用于控制太阳能电池板对锂电池的充电状态，锂电池放电保护电路为了防止锂电池出现过放现象，水温检测控制电路用于检测太阳能热水器的水温并控制辅助加热电路工作，太阳能供电电路的输出端连接快速充电电路的输入端，快速充电电路的输出端连接锂电池放电保护电路的输入端，锂电池放电保护电路的输出端连接水温检测控制电路的输入端和辅助加热电路的输入端，水温检测控制电路的控制端连接辅助加热电路的控制端；
在具体实施例中，通过太阳能供电电路将光能转换为电能，再经过快速充电电路进行稳压处理和DC/DC转换，输出电压对锂电池进行充电，并在放电的过程中保护电路，利用试问检测控制电路进行水温检测控制复制加热电路的工作。
实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，水温检测控制电路包括温度传感器U1，所述温度传感器U1连接电阻R2、电阻R5和运放A1的反相端，温度传感器U1的另一端连接地端、电阻R5的另一端、电容C1、电阻R4和三极管N1的发射极，运放A1的同相端通过电阻R3连接电位器RP2，电位器RP2的另一端连接电位器RP2的滑片端、运放A1的输出端、电容C1和运放A2的反相端，电阻R2的另一端通过电位器RP1连接电位器RP1的滑片端、锂电池BAT的正极、电阻R1、二极管D1和继电器K，运放A2的同相端连接电位器RP3的滑片端，电位器RP3连接电阻R1的另一端，电位器RP3的另一端连接电阻R4的另一端，运放A2的输出端连接三极管N1的基极，三极管N1的集电极连接继电器K的另一端和二极管D1的阳极；
在具体实施例中，温度传感器U1采用AD590温度传感器进行温度采集，利用运放A1进行信号放大处理，提高温度检测的精度，并通过运放A2进行温度的比较，温度低于用户设定值时将自动控制辅助加热电路进行工作。
实施例3：在实施例2的基础上，请参阅图3，太阳能供电电路包括太阳能电池板U2，所述太阳能电池板U1的一端连接电容C2的正极、电阻R9、电阻R12、充电芯片U3的引脚2和电感L1，太阳能电池板U2的另一端连接地端、电容C2的负极、电阻R11、充电芯片U3的引脚5、场效应管M1的S极、二极管D3的阳极、电阻R13、锂电池BAT的负极、电容C3、电阻R13的另一端、电容C4、电阻R7、三极管N2的发射极和加热棒RL，充电芯片U3的引脚1连接电阻R12的另一端，充电芯片U3的引脚7连接电阻R10和电阻R11的另一端，电阻R10的另一端连接电阻R13和电阻R9的另一端，充电芯片U3的引脚6连接电阻R13的另一端和场效应管M1的G极，充电芯片U3的引脚4连接场效应管M1的D极和二极管D3的阴极，充电芯片U3的引脚3连接电感L1的另一端和二极管D2的一端，二极管D2的另一端连接电容C3的另一端和继电器触点K-1，继电器触点K-1的另一端连接锂电池BAT的正极和继电器触点K-2，继电器K-2的另一端连接二极管D4的阴极和三极管P1的发射极，三极管P1的集电极连接加热棒RL的另一端，三极管P1的基极通过电阻R8连接三极管N2的集电极，三极管N2的基极连接电阻R7的另一端和电阻R6，电阻R6的另一端连接二极管D4的阳极和电容C4的另一端。
在具体实施例中，太阳能电池板U2进行采光发电，利用充电芯片U3进行DC/DC转换，对锂电池BAT进行快速充电，在锂电池电量充满后及时关闭场效应管M1，在锂电池放电的过程中，切断电路，延长锂电池的使用寿命，通过其中二极管D2内阻低且响应时间快速；具体地，充电芯片U3的引脚1通过电阻R12进行低电流限制，充电芯片U3的引脚2为电源输入，充电芯片U3的引脚3为功率管集电极，充电芯片U3的引脚4为功率发射极，升压时接地，充电芯片U3的引脚6为辅助增益块输出，充电芯片U3的引脚5接地，充电芯片U3的引脚的引脚7为GB输入，充电芯片U3的引脚8为检测输入。
本实用新型的工作原理是：通过太阳能电池板U2进行采电提供电压，充电芯片U3通过检测电阻R13来检测充电电流，从而控制场效应管M1维持锂电池BAT的固定充电，当在太阳光较弱的时候，由于太阳能电池板U2提供的电压较小，为防止锂电池BAT对充电电路放电，将会关断充电电路的场效应管M1，当太阳能电池板U2的输出达到设定值再进行对电池的充电，其中当温度充电器U1检测到水温度低于设定值时，控制运放A2输出高电平，继电器K得电，继电器触点K-1断开，继电器触点K-2吸合，锂电池BAT控制加热棒RL进行工作，当锂电池BAT的电压下降到不足以使稳压二极管D4导通，三极管P1和N1都将截止控制电路断电，此时继电器触点K-1重新闭合对锂电池BAT进行充电。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种太阳能热水器，其特征在于，
该太阳能热水器包括：
太阳能供电电路：通过太阳能电池板U1将太阳能转换为电能；
快速充电电路：用于控制太阳能电池板对锂电池的充电状态，所述太阳能供电电路的输出端连接所述快速充电电路的输入端进行供电；
锂电池放电保护电路：为了防止锂电池出现过放现象，所述快速充电电路的输出端连接所述锂电池放电保护电路的输入端；
水温检测控制电路：用于检测太阳能热水器的水温并控制辅助加热电路工作。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述水温检测控制电路包括温度传感器U1，所述温度传感器U1连接电阻R2、电阻R5和运放A1的反相端，温度传感器U1的另一端连接地端、电阻R5的另一端、电容C1、电阻R4和三极管N1的发射极，运放A1的同相端通过电阻R3连接电位器RP2，电位器RP2的另一端连接电位器RP2的滑片端、运放A1的输出端、电容C1和运放A2的反相端，电阻R2的另一端通过电位器RP1连接电位器RP1的滑片端、锂电池BAT的正极、电阻R1、二极管D1和继电器K，运放A2的同相端连接电位器RP3的滑片端，电位器RP3连接电阻R1的另一端，电位器RP3的另一端连接电阻R4的另一端，运放A2的输出端连接三极管N1的基极，三极管N1的集电极连接继电器K的另一端和二极管D1的阳极。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述太阳能供电电路包括太阳能电池板U2，所述太阳能电池板U1的一端连接电容C2的正极、电阻R9、电阻R12、充电芯片U3的引脚2和电感L1，太阳能电池板U2的另一端连接地端、电容C2的负极、电阻R11、充电芯片U3的引脚5、场效应管M1的S极、二极管D3的阳极、电阻R13、锂电池BAT的负极、电容C3、电阻R13的另一端、电容C4、电阻R7、三极管N2的发射极和加热棒RL，充电芯片U3的引脚1连接电阻R12的另一端，充电芯片U3的引脚7连接电阻R10和电阻R11的另一端，电阻R10的另一端连接电阻R13和电阻R9的另一端，充电芯片U3的引脚6连接电阻R13的另一端和场效应管M1的G极，充电芯片U3的引脚4连接场效应管M1的D极和二极管D3的阴极，充电芯片U3的引脚3连接电感L1的另一端和二极管D2的一端，二极管D2的另一端连接电容C3的另一端和继电器触点K-1，继电器触点K-1的另一端连接锂电池BAT的正极和继电器触点K-2，继电器K-2的另一端连接二极管D4的阴极和三极管P1的发射极，三极管P1的集电极连接加热棒RL的另一端，三极管P1的基极通过电阻R8连接三极管N2的集电极，三极管N2的基极连接电阻R7的另一端和电阻R6，电阻R6的另一端连接二极管D4的阳极和电容C4的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述充电芯片U3、电阻R9-R13、电感L1、二极管D2和场效应管M1组成快速充电电路，电阻R6-R8、三极管N2、二极管D4、电容C4和三极管P1组成锂电池放电保护电路。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述温度传感器U1选用AD590温度传感器，充电芯片U2选用LT1073芯片DC-DC转换器。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述运放A1和运放A2选用LM358运算放大器。
7.根据权利要求3所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述继电器K控制继电器触点K-1和继电器触点K-2动作，继电器触点K-1为常闭触点，继电器K-2为常开触点。
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