Bereich des GebrauchsmustersUtility model range
Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft ein
Ladegerät,
und insbesondere ein Solarenergie-Impulsladegerät.The present utility model concerns a
Charger,
and in particular a solar energy pulse charger.
Beschreibung von im Zusammenhang
stehendem Stand der TechnikDescription of related
state of the art
Beispielsweise hat eine Stadt eine
Menge Geld für
Installationskosten, Reparaturkosten und für die Elektrizitätsrechnung
für die
Straßenlaternen
zu entrichten. Schon die Elektrizitätsrechnung stellt eine schwere
Belastung für
den Haushalt dar. Eine Solar-Straßenlaterne
weist demgegenüber
eine lange Nutzungsdauer auf, und es ist fast nicht erforderlich, für eine Elektrizitätsrechnung
Zahlungen zu leisten. Daher wird die Solar-Straßenlaterne zum Ersatz für die herkömmliche
Quecksilber-Straßenlaterne
in Betracht gezogen.For example, a city has one
Lot of money for
Installation costs, repair costs and for the electricity bill
for the
street lights
to be paid. The electricity bill is already a difficult one
Burden for
represents the household. A solar street lamp
points out
a long service life and it is almost not necessary for an electricity bill
To make payments. Therefore, the solar street lamp becomes a replacement for the conventional one
Mercury street lamp
taken into consideration.
Ein herkömmliches Solarenergie-Ladegerät lädt eine
Batterie (Akkumulator) jedoch immer auch dann noch weiter durch
fließende
Ladung auf, wenn sich die Batterie nahe einem Sättigungszustand (Volladezustand)
befindet. Daher hat die Batterie keine Pause, wird überladen
und verursacht eine Übertemperatur.
Im Ergebnis wird die Lebensdauer der Batterie verkürzt, und
die Einsparung elektrischer Energie wird vermindert.A conventional solar energy charger charges one
However, the battery (accumulator) still continues to run through
flowing
Charge when the battery is near a saturation state (fully charged)
located. Therefore, the battery has no pause and is overcharged
and causes an excess temperature.
As a result, the battery life is shortened, and
The saving of electrical energy is reduced.
Eine Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters
besteht darin, ein verbessertes Solarenergie-Impulsladegerät zur Verfügung zu
stellen, welches dafür
vorgesehen ist, das herkömmliche
Ladungsfluß-Gerät zu ersetzen,
um die Batterielebensdauer zu verlängern.A task of the present utility model
is to provide an improved solar energy pulse charger
ask which one for that
is provided, the conventional
To replace charge flow device
to extend battery life.
Um diese Aufgabe zu lösen, weist
das dem Gebrauchsmuster gemäße Solarenergie-Impulsladegerät ein Solarpanel
sowie eine mit dem Solarpanel verbundene Ladeeinheit zum Speichern
der Energie aus dem Solarpanel auf. Eine Steuerungseinheit ist elektrisch
mit der Ladeeinheit zum Steuern der Ladeeinheit zum Aufladen oder
zum Entladen verbunden.To solve this problem, points
the solar energy pulse charger according to the utility model is a solar panel
and a charging unit connected to the solar panel for storage
the energy from the solar panel. A control unit is electrical
with the loading unit for controlling the loading unit for charging or
connected to unload.
Eine Rücklaufschaltung ist elektrisch
mit der Ladeeinheit verbunden, um mehrere unabhängige Energiequellen zur Verfügung zu
stellen, von denen jede ihr eigenes Bezugspotential hat. Eine Rückkopplungsspannungsreglerschaltung
ist elektrisch mit der Rücklaufschaltung
verbunden, um die Rücklaufschaltung
auf eine Konstantspannung zu steuern, und mit einer zyklischen Startschaltung
verbunden.A return circuit is electrical
connected to the charging unit to provide several independent energy sources
places, each with its own reference potential. A feedback voltage regulator circuit
is electrical with the return circuit
connected to the flyback circuit
to control a constant voltage, and with a cyclic start circuit
connected.
Kurzbeschreibung
der Figuren in der ZeichnungSummary
of the figures in the drawing
1 stellt
ein Blockschaltbild eines Solarenergie-Impulsladegerätes gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster
dar; 1 is a block diagram of a solar energy pulse charger according to the present utility model;
2 stellt
einen Schaltplan eines Solarenergie-Impulsladegerätes gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster
dar; 2 represents a circuit diagram of a solar energy pulse charger according to the present utility model;
3 stellt
ein Ablaufdiagramm eines Solar-Impulsladegerätes in Übereinstimmung mit dem vorliegenden
Gebrauchsmuster dar; und 3 FIG. 3 shows a flowchart of a solar pulse charger in accordance with the present utility model; FIG. and
4 stellt
eine Batterieladekurve und eine Konstantstrom-Impulswellen-Ladekurve
eines Solar-Impulsladegerätes
in Übereinstimmung
mit dem vorliegenden Gebrauchsmuster dar. 4 represents a battery charging curve and a constant current pulse wave charging curve of a solar pulse charger in accordance with the present utility model.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung
und anfänglich
auf die 1 bis 4 beinhaltet ein Solar-Impulsladegerät gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster ein Solarpanel 10, eine mit dem Solarpanel 10 verbundene
Ladeeinheit 20, eine elektrisch mit der Ladeeinheit 20 verbundene
Steuereinheit 30, eine elektrisch mit der Ladeeinheit 20 verbundene Rücklaufschaltung 40,
eine elektrisch mit der Rücklaufschaltung 40 verbundene
Rückkopplungsspannungsreglerschaltung 50 sowie
eine zyklische Startschaltung 60.Referring to the drawing and initially to the 1 to 4 includes a solar pulse charger according to the present utility model a solar panel 10 , one with the solar panel 10 connected loading unit 20 , one electrically with the charging unit 20 connected control unit 30 , one electrically with the charging unit 20 connected return circuit 40 , one electrically with the flyback circuit 40 connected feedback voltage regulator circuit 50 as well as a cyclical start 60 ,
Das Solarpanel 10 wird gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster als Energiequelle benutzt.The solar panel 10 is used as an energy source in accordance with the present utility model.
Die Ladeeinheit 20 schließt eine
Batterie 21 ein, die zu einem lichtempfindliche Widerstand 22 und
einem Ladeschalter 23 parallelgeschaltet ist. In der bevorzugten
Ausführungsform
gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster ist der Ladeschalter ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor
(MOSFET). Ein einstellbarer Widerstand 24 ist mit dem lichtempfindlichen
Widerstand 22 in Reihe geschaltet. Die Ladeeinheit 20 beinhaltet
einen elektrisch mit der Steuereinheit 30 verbundenen ersten
Transistorschalter 25. Die Ladeeinheit 20 kann
die Energie von dem Solarpanel 10 mit maximaler Effizienz
sammeln und in der Batterie 21 speichern. Die Steuerungseinheit 30 steuert
die Ladeeinheit 20 an, so daß aufgrund des ersten Transistorschalters 25 und
des Ladeschalters 23 eine Aufladung stattfindet.The loading unit 20 closes a battery 21 one leading to a photosensitive resistor 22 and a charging switch 23 is connected in parallel. In the preferred embodiment according to the present utility model, the charging switch is a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). An adjustable resistance 24 is with the photosensitive resistor 22 connected in series. The loading unit 20 includes one electrically with the control unit 30 connected first transistor switch 25 , The loading unit 20 can use the energy from the solar panel 10 collect with maximum efficiency and in the battery 21 to save. The control unit 30 controls the loading unit 20 on, so that due to the first transistor switch 25 and the charging switch 23 charging takes place.
Die Steuerungseinheit 30 beinhaltet
ein Einchip-System (System on Chip, SoC) 31 sowie eine erste
integrierte Schaltung (IC) 32. Das SoC 31 weist mehrere
Anschlußbeine
auf, die entsprechend elektrisch mit denjenigen der ersten IC 32 verbunden sind.
Die erste IC 32 kann die Spannungssignale aus dem lichtempfindlichen
Widerstand 22 in Frequenzsignale umwandeln, die an das
SoC 31 übermittelt
werden, um formelmäßige Rechenprozeduren
auszuführen.The control unit 30 includes a one-chip system (System on Chip, SoC) 31 and a first integrated circuit (IC) 32 , The SoC 31 has a plurality of connecting legs, which are electrically corresponding to those of the first IC 32 are connected. The first IC 32 can remove the voltage signals from the photosensitive resistor 22 convert into frequency signals that are sent to the SoC 31 are transmitted in order to carry out formula-based calculation procedures.
Die Rücklaufschaltung 40 beinhaltet
einen zweiten Transistorschalter 41 sowie einen Schalttransistor 42,
wobei das SoC 31 der Steuerungseinheit 30 den
zweiten Transistorschalter 41 ansteuert und worin der zweite
Transistorschalter 41 den Schalttransistor 42 ansteuert.
In der bevorzugten Ausführungsform
gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster ist der Schalttransistor 42 ein MOSFET.
Der zweite Transistorschalter 41 schließt den Schalttransistor 42,
wenn die Signale von dem SoC 31 empfangen werden. Der zweite
Transistorschalter 41 und der Schalttransistor 42 üben eine
Entladesteuerung auf die Ladeeinheit 20 aus. Die Rücklaufschaltung 40 ist
ferner elektrisch mit einer Last 70 verbunden. In der bevorzugten
Ausführungsform
des vorliegenden Gebrauchsmusters ist die Last 70 eine Leuchtdiode
(LED). Die Rücklaufschaltung 40 stellt mehrere
unabhängige
Energiequellen zur Verfügung, von
denen jede ein eigenes Bezugspotential aufweist.The reverse circuit 40 includes a second transistor switch 41 as well as a switching transistor 42 , the SoC 31 the control unit 30 the second transistor switch 41 drives and in which the second transistor switch 41 the switching transistor 42 controls. In the preferred embodiment according to the present utility model, the switching transistor is 42 a MOSFET. The second transistor switch 41 closes the switching transistor 42 when the signals from the SoC 31 be received. The second transistor switch 41 and the switching transistor 42 practice unloading control on the loading unit 20 out. The reverse circuit 40 is also electrical with a load 70 connected. In the preferred embodiment of the present utility model, the load is 70 a light emitting diode (LED). The reverse circuit 40 provides several independent energy sources, each with its own reference potential.
Die Rückkopplungsspannungsreglerschaltung 50 beinhaltet
eine zweite IC 51 zum Messen der Spannung an der Last 70 und
zum Steuern der Rücklaufschaltung 40,
um die Last 70 an einer konstanten Spannung zu halten.The feedback voltage regulator circuit 50 includes a second IC 51 for measuring the voltage on the load 70 and to control the flyback circuit 40 to the load 70 to keep at a constant voltage.
Die zyklische Startschaltung 60 überträgt die Frequenzsignale
von der ersten IC 32 zu dem SoC 31 zurück, der
die zyklische Startschaltung 60 steuert, um die Rückkopplungsspannungsreglerschaltung 50 und
die Rücklaufschaltung 40 zu
starten.The cyclical start 60 transmits the frequency signals from the first IC 32 to the SoC 31 back of the cyclical start 60 controls to the feedback voltage regulator circuit 50 and the flyback circuit 40 to start.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die Formel der Steuerungseinheit 30 als
ein Speicher und ein Register definiert. Ein Zähler wird gestartet und unterbricht
einen Pufferüberlauf,
wenn der Zähler
auf Null herunterzählt,
um zu bestimmen, ob eine Formelunterbrechung zu einem A/D-Optokoppler
80 gehört
oder nicht. Wenn die Formelunterbrechung zu dem A/D-Optokoppler
80 gehört,
legt das das System fest, daß es
sich gegenwärtig
um den Übergang
vom Tage zur Nacht handelt; andernfalls legt das System fest, daß es sich
gegenwärtig
um den Übergang
von der Nacht zum Tage handelt.With reference to 3 is the formula of the control unit 30 defined as a memory and a register. A counter is started and interrupts a buffer overflow when the counter counts down to zero to determine whether or not a formula interrupt belongs to an A / D optocoupler 80. If the formula break belongs to the A / D optocoupler 80, the system determines that it is currently the day-to-night transition; otherwise, the system determines that it is currently the transition from night to day.
Wenn es sich gegenwärtig um
den Übergang vom
Tage zur Nachtzeit handelt, mißt
der lichtempfindliche Widerstand 22 der Ladeeinheit 20 zuerst
die Helligkeit der Umgebung. Die erste IC 32 der Steuerungseinheit 30 wandelt
die Spannungssignale von dem lichtempfindlichen Widerstand 22 in
Frequenzsignale um und überträgt die Frequenzsignale
an das SoC 31, wenn die Helligkeit der Umgebung den Standarddunkelbereich
des Startsystems erreicht. Die Aktionsprozeduren der Formelsteuerungsschaltung des
SoC 31 treiben und starten die zyklische Startschaltung,
um zu veranlassen, daß ein
Kondensator in der zyklische Startschaltung 60 damit beginnt,
Energie zum Ansteuern und Starten der zweiten IC 51 zu
speichern, um eine Wellenform von 13 kHz zu der Rückführungsschaltung 40 zu
verursachen und um für
drei Sekunden eine Impulsbreitenmodulation (PWM) aufrechtzuerhalten,
um den Schalttransistor 42 zum Steuern der Rückkopplungsspannungsreglerschaltung 50 und
der Rücklaufschaltung 40 zu öffnen. Zur
gleichen Zeit wird die Last 70 eingeschaltet und die Ladeeinheit 20 wird
abgeschaltet. Die Rückkopplungsspannungsreglerschaltung 50 stabilisiert
die Spannung der Rücklaufschaltung,
um die Speicherfähigkeit
der Spule in der Rücklaufschaltung 40 zu
verbessern und um der Last 70 eine stabile Spannungsquelle
zu bieten, wenn die Spannung von der Batterie 21 für die Last 70 über die
Rücklaufschaltung 40 durch
die zweite IC 51 der Rückkopplungsspannungsreglerschaltung 50 abgenommen wird.
Wenn die Spannung der Batterie 21 unter 11 Volt beträgt, überträgt das SoC 31 ein
Hochpegel-Signal-AN an den zweiten Transistorschalter 42 der Rücklaufschaltung,
um den Schalttransistor 42 und die Stromversorgung der
Last 70 zu schließen,
so daß elektrische
Leistung nur noch an das SoC 31 der Steuerungseinheit geliefert
wird, um zu verhindern, daß die
Steuerungseinheit abgetrennt wird und um sicherzustellen, daß die Anordnung
gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster sich in einem regulären Betriebszustand befindet.If it is currently the transition from day to night, the photosensitive resistance measures 22 the loading unit 20 first the brightness of the environment. The first IC 32 the control unit 30 converts the voltage signals from the photosensitive resistor 22 into frequency signals and transmits the frequency signals to the SoC 31 when the brightness of the surroundings reaches the standard dark area of the start system. The SoC formula control circuit action procedures 31 drive and start the cyclic start circuit to cause a capacitor in the cyclic start circuit 60 this starts with energy for driving and starting the second IC 51 to save a waveform of 13 kHz to the feedback circuit 40 and to maintain pulse width modulation (PWM) for three seconds to the switching transistor 42 for controlling the feedback voltage regulator circuit 50 and the flyback circuit 40 to open. At the same time, the load 70 switched on and the charging unit 20 is switched off. The feedback voltage regulator circuit 50 stabilizes the voltage of the flyback circuit to the storage capacity of the coil in the flyback circuit 40 to improve and to the load 70 to provide a stable voltage source when the voltage from the battery 21 for the load 70 via the return circuit 40 through the second IC 51 the feedback voltage regulator circuit 50 is removed. When the battery voltage 21 is below 11 volts, the SoC transmits 31 a high level signal ON to the second transistor switch 42 the flyback circuit to the switching transistor 42 and power the load 70 close, so that electrical power only to the SoC 31 is supplied to the control unit to prevent the control unit from being disconnected and to ensure that the arrangement according to the present utility model is in a regular operating state.
Wenn es sich gegenwärtig um
den Übergang von
der Nachtzeit zum Tage handelt, übermittelt
das SoC 31 der Steuerungseinheit ein Hochpegel-Signal NO
an den zweiten Transistorschalter 41 der Rücklaufschaltung 40,
um zu verursachen, daß die
Schaltung gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster nach fünf
Sekunden direkt kurzgeschlossen wird. Im Ergebnis wird der Schalttransistor 42 geschlossen und
beendet die Lieferung elektrischer Leistung an die Last 70,
und die Ladeeinheit 20 wird gestartet und die Batterie 21 hört auf,
elektrische Leistung an die Last 70 zu liefern.If it is currently the transition from night time to day, the SoC transmits 31 the control unit a high level signal NO to the second transistor switch 41 the reverse circuit 40 to cause the circuit according to the present utility model to be short-circuited directly after five seconds. As a result, the switching transistor 42 closed and stopped delivering electrical power to the load 70 , and the loading unit 20 is started and the battery 21 ceases electrical power to the load 70 to deliver.
Das System bestimmt die Spannung
der Batterie 21 der Ladeeinheit 20, wenn die Unterbrechung infolge
einer Spannung der A/D-Batterie 90 nicht zu einer Formel von dem
A/D-Optokoppler 80 verursacht wird.The system determines the voltage of the battery 21 the loading unit 20 when the interruption due to a voltage of the A / D battery 90 is not caused by the A / D optocoupler 80 in a formula.
Das SoC 31 der Steuereinheit 30 überträgt ein Hochpegel-Signal
NIEDRIG an den zweiten Transistorschalter 41 der Rücklaufschaltung 40,
wenn die Spannung der Batterie auf unter 11 Volt abfällt. Im
Ergebnis wird der Schalttransistor 42 geschlossen und hört auf,
elektrische Leistung an die Last zu liefern, um zu verhindern, daß die Anordnung
gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster die Batterie 21 übermäßig entlädt.The SoC 31 the control unit 30 transmits a LOW signal to the second transistor switch 41 the reverse circuit 40 when the battery voltage drops below 11 volts. As a result, the switching transistor 42 closed and stops delivering electrical power to the load to prevent the arrangement according to the present utility model from using the battery 21 discharged excessively.
Das SoC 31 der Steuereinheit 30 übermittelt ein
Hochpegel-Signal HOCH an den Ladeschalter 23 der Ladeeinheit 20,
wenn die Spannung der Batterie auf über 14 Volt ansteigt. Im Ergebnis
wird der Ladeschalter 23 angesteuert, die Hauptschaltung
des Solarpanels 10 kurzzuschließen, und die Ladeeinheit beendet
das Laden der Batterie 21, um zu verhindern, daß die Batterie übermäßig aufgeladen
wird.The SoC 31 the control unit 30 transmits a HIGH level signal to the charging switch 23 the loading unit 20 when the battery voltage rises above 14 volts. As a result, the charging switch 23 controlled, the main circuit of the solar panel 10 short circuit, and the charging unit stops charging the battery 21 to prevent the battery from being overcharged.
Wenn die Spannung der Batterie 21 der
Ladeeinheit zwischen 21,7 Volt und 14 Volt beträgt, steuert das SoC 31 die
Batterie 21 so an, daß diese das
hohe und das niedrige Potential intermittierend über einen ersten Transistorschalter 25 zum
Steuern des im intermittierenden Betrieb angesteuerten Ladeschalters 23 zum
automatischen Ausführen
einer Impulsladung erhält.
Das Ladeverfahren wird ausgeführt,
um zu verhindern, daß die
Batterie übermäßig aufgeladen
wird und um die Batterielebensdauer zu erhöhen.When the battery voltage 21 the charging unit is between 21.7 volts and 14 volts, controls the SoC 31 the battery 21 so that this intermittently the high and low potential via a first transistor switch 25 to control the charging switch controlled in intermittent operation 23 for automatically executing a pulse charge. The charging process is carried out to prevent the battery from being overcharged and to increase the battery life.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 4 kann das vorliegende Gebrauchsmuster
eine stabile Leistungsquelle ohne eine zusätzliche Energiequelle für eine elektrische
Ausrüstung
wie etwa einer Straßenlaterne
zur Verfügung
stellen, und das SoC 31 der Steue rungseinheit 30 kann
dafür sorgen,
daß die Umgebung
einen Lade- oder Entladevorgang bestimmt. Das SoC 31 wird
eingesetzt, um alle Aktionen des Gegenstandes gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster zu steuern, so daß die Komplexität der elektrischen
Hardware zwecks Verminderung der Herstellungskosten reduziert ist.
Darüber
hinaus kann das SoC 31 die Batterie 21 der Ladeeinheit wirksam
aufladen und einen Schutz für
die Batterie 21 bereitstellen. Beispielsweise kann gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster einer Straßenlaterne fortwährend elektrische
Leistung für
ungefähr
sieben Tage ohne jede Aufladungshandlung geliefert werden.With reference to the 1 and 4 the present utility model can provide a stable power source without an additional power source for electrical equipment such as a road provide lantern, and the SoC 31 the control unit 30 can cause the environment to determine a charging or discharging process. The SoC 31 is used to control all actions of the object according to the present utility model, so that the complexity of the electrical hardware is reduced in order to reduce the manufacturing costs. In addition, the SoC 31 the battery 21 Charge the charging unit effectively and protect the battery 21 provide. For example, according to the present utility model of a street lamp, electric power can be supplied continuously for about seven days without any charging operation.
Darüber hinaus wird die Batterie 21 der
Ladeeinheit 20 in zwei Phasen aufgeladen.In addition, the battery 21 the loading unit 20 charged in two phases.
In der ersten Phase wird die Batterie 21 gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster mit einem konstanten elektrischen Strom aufgeladen.
Die Ladeeinheit 20 kann die gesamte Energie von dem Solarpanel 10 vollständig aufnehmen,
so daß die
Ladezeit mit einer Anordnung gemäß dem vorliegenden
Gebrauchsmuster kürzer
als bei einer herkömmlichen Ladung
ist.In the first phase, the battery 21 charged with a constant electric current according to the present utility model. The loading unit 20 can use all the energy from the solar panel 10 completely, so that the charging time with an arrangement according to the present utility model is shorter than with a conventional charge.
In einer zweiten Phase wird die Batterie 21 mit
einer Impulsaufladung aufgeladen, um zu verhindern, daß die Batterie 21 überhitzt
wird, und damit die Batterie 21 sich während des Ladevorganges in
einem auslegungsgemäßen Zustand
befindet, um die Lebensdauer der Batterie 21 zu verlängern.In a second phase, the battery 21 charged with a pulse charge to prevent the battery 21 is overheated, and with it the battery 21 is in a condition according to the design during the charging process, in order to extend the life of the battery 21 to extend.
Der lichtempfindliche Widerstand 22 in
dem vorliegenden Gebrauchsmuster ist mit einem veränderlichen
Widerstand 24 in Reihe geschaltet. Daher ist es möglich, durch
Einstellen des Widerstandswertes des veränderlichen Widerstandes 24 die
Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Widerstandes 22 der
Ladeeinheit einzustellen, um sich der Umgebung anzupassen.The photosensitive resistor 22 in the present utility model is with a variable resistance 24 connected in series. Therefore, it is possible by adjusting the resistance value of the variable resistor 24 the sensitivity of the photosensitive resistor 22 the loading unit to adapt to the environment.