专利名称：低电压升压充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能光伏技术应用，更具体的说，它涉及一种低电压升压充电装置。
背景技术：
目前传统的充电技术大多以市电作为能源来源，如果没有市电，则无法充电，同时 市电相对为高压，具有危险性。部分以太阳能为能源的充电技术，均采用多片(大于两片)太阳能硅片串联的方 式，这增加了太阳能硅片的切割损耗、太阳能电池板的串联加工成本和太阳能电池板的加 工损耗。而且太阳能电池板片数多、每一片面积小会导致太阳能电池板在弱光下的电流输 出能力大大减小。同时太阳能硅片面积小会导致太阳能电池板的输出能力受外界环境影响 比较大，如外界的一片树叶将硅片遮住，太阳能电池板输出能力便会大大减弱。参照图2，目前太阳能感应灯采用3节可充电电池4供电，充电采用由12片太阳能 硅片3串联起来组成的太阳能电池板(工作电压6V，工作电流150mA)充电。这种方法存在的缺点是将一片面积较大的太阳能硅片平均切割成12小片，极大 地消耗了人工成本，在切割和串片的过程中造成太阳能硅片的损耗，降低了硅片的利用率； 在实际使用时，如遇到光线不好的情况或出现日斑效应，太阳能电池板的输出能力会大大 减弱。在当前能源紧张的情况下，太阳能作为一种环保、洁净的可再生能源，受到世界各 国的关注。光伏发电具有许多优点(1)阳光随处可得，不受地域限制；( 安全可靠；(3) 无噪音，无污染；(4)不用水，不消耗燃料；(5)不需要架设远距离的输电线路；(6)安装简 单、方便，建设周期短；(7)便于分布实施。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题之一是传统的充电技术大多以市电作为能源来 源，如果没有市电，则无法充电，同时市电相对为高压，具有危险性。所要解决的技术问题之 二是部分以太阳能为能源的充电技术，采用多片太阳能硅片串联的方式，不仅会增加了太 阳能硅片的切割损耗、太阳能电池板的串联加工成本和加工损耗，而且会导致太阳能电池 板在弱光下的电流输出能力大大减小，输出能力便会大大减弱。本实用新型可以通过以下技术方案来实现一种低电压升压充电装置，它包括启动电路和升压电路，所述启动电路与升压电 路进行控制连接，所述启动电路包括控制芯片一、第二电容、第三电容、第一电阻、第一二极 管，所述控制芯片一通过引脚与输入端连接并与第二电容，第一电阻、第一二极管连接构成 一个控制电路，所述升压电路包括控制芯片二、第二电阻、第三电阻，第二二极管、第三二 极管，第四电容，金属-氧化层-半导体场效应晶体管和电感，所述控制芯片二通过与金 属-氧化层-半导体场效应晶体管、第三二极管和分压第二电阻、第三电阻的连接组成升压电路并与负载连接，所述升压电路通过储能电感与输入端连接，并与启动电路控制芯片一 相连。通过以上设计方案得到的实用新型产生的优点是1、不需要架设远距离的输电线路；安装简单、方便，建设周期短；便于分布实施。2、输入电压低至0.4V时电路可以正常工作，满足单硅片输入(电压0.48V)的要 求。3、太阳能电池板硅片片片数的减少，使得硅片切割变得简便，有效地降低了太阳 能硅片的切割损耗、太阳能电池板的串联加工成本和太阳能电池板的加工损耗，提高了太 阳能硅片的利用率。4、太阳能硅片面积大大增加，这使太阳能电池板在弱光下的电流输出能力大大增强。5、太阳能硅片面积的增加使太阳能电池板的输出能力受外界环境的影响大大减 小，可有效地克服日斑效应引起的太阳能电池板输出能力明显减弱的问题。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型电路原理图。图2为原有太阳能电池板充电回路图。图3为采用本实用新型的太阳能电池板充电回路图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。本实用新型为解决传统充电技术和设备存在的问题，而提供如图1所示的一种新 型低电压升压充电装置。参照图1，为本实用新型提供的一种新型低电压升压充电装置的电路原理图，包括 输入、输出端，启动电路1和升压电路2，启动电路1包括控制芯片ICl、电容C2、电容C3、电 阻R1、二极管D1。控制芯片ICl的VIN端口通过引脚与输入端正极、电容Cl的正极、电感 Ll连接的公共端相连，电容Cl的负极与输入端负极连接并接地。端口 CPOUT通过其引脚与 电容C2正极连接，电容C2的负极通过导线与电阻Rl的一端、电容C3的负极相交连接并接 地。端口 OUT其引脚与电阻Rl的另一端、二极管Dl的正极相交连接。二极管Dl的负极与 电容C3的正极相交连接后并与升压电路2中的二极管D3负极相连接。端口 VSS、VM引脚 相交后接地。升压电路2包括控制芯片IC2、电阻R2、电阻R3，二极管D2、二极管D3，电容C4，金 属-氧化层-半导体场效应晶体管Ql和电感Li，控制芯片IC2的端口 EXT与Ql的栅极连 接，Ql的源极接地，发射极与二极管D2的正极、电感的一端相交连接。端口 VSS接地。端 口冊通过引脚与电阻R2、R3的交点连接，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端分别与 二极管D3的正极、二极管D2的负极、电容C4的正极相连并与输出端正极连接，电容C4的 负极与输出端负极连接并接地，端口 VDD与二极管负极相连接。[0024]启动电路1中二极管Dl的负极与电容C3的正极相交的交点通过导线与升压电路 2中端口 VDD的引脚与D3负极相交的交点连接，使启动电路1能通过导线将电压信号传输 给升压电路2，使升压电路2持续工作。以下为本实用新型工作原理1)启动电路1工作原理①对芯片ICl的VIN端子输入0.3V以上的电压时，振荡电路就可以开始工作，并 从振荡电路输出CLK信号。②通过此CLK信号来驱动芯片内部的充电泵电路，并在充电泵电路中将VIN端子 的电压转换为升压电压。③从充电泵电路输出的升压电压，会缓慢地充电到与CPOUT端子相连接的启动用 电容器C2中，因此，CPOUT端子的电压会缓慢地上升。④当CPOUT端子电压(Vcpqut)达到放电开始电压(Vcpquti)以上时，芯片内部转换器 (COMPl)的输出信号就会从高电位转变为低电位。因此，处于“关”的状态的芯片内部放电 控制开关(Ml)会转变为“开”的状态。⑤Ml变为“开”的状态之后，Cmm处所充电的升压电力会从OUT端子处开始放电。⑥由于放电，当VCPOUT降低到放电停止电压(Vmm2)时，Ml就会转变为“关”的状 态而停止放电。⑦当VM端子电压(Vvm)达到开/关控制电压(Vqff)以上时，芯片内部转换器 (C0MP2)的输出信号(EN-)就会从低电位转变为高电位。因此，振荡电路会停止工作，并转 变为休眠状态。⑧当VVM不能达到Vtw以上时，会利用来自充电泵电路的升压电力来对Cmm进行 再充电，并返回到③的工作。2)升压电路2工作原理升压电路2是利用电感Ll的储能，并通过其与输入端共同的泄放作用，从而获得 高于输入端电压的输出电压。当芯片VDD引脚接收到启动电路输出的电压信号后，升压电 路就可以持续工作，输出电压由输出端的分压电阻设定。若在升压输出端接负载，则可对其 进行充电。以下为本实用新型在太阳能感应灯上的应用实例低电压升压充电在太阳能感应灯上的应用参照图3，现将同样面积的太阳能硅片平均切割成2片硅片5，再将两片硅片5串 联做成太阳能电池板(工作电压IV，工作电流1A)并通过低电压输入升压电路6给3节可 充电池 充电。低电压输入升压电路6分为启动电路1和升压电路2，太阳能硅片5将低电压传输 到低电压输入升压电路6的输入端，当启动电路1接收到输送过来的电压时，振荡电路就开 始工作，并从振荡电路输出CLK信号，通过CLK信号来驱动芯片内部的充电泵电路，并在充 电泵电路中将电压转换为升压电压。从充电泵电路输出的升压电压会缓慢的充电到启动电 容器C2中，此时芯片CPOUT端子的电压会缓慢地上升，当CPOUT端子电压达到放电开始电 压Votuti以上时，芯片内部转换器COMPl的输出信号就会从高电位转变为低电位。因此，处 于“关”的状态的芯片内部放电控制开关Ml会转变为“开”的状态。Ml变为“开”的状态之后，Cotxit处所充电的升压电力会从OUT端子处开始放电。由于放电，当VCPOUT降低到放电 停止电压V_T2时，Ml就会转变为“关”的状态而停止放电，当VM端子电压Vvm达到开/关 控制电压Vtw以上时，芯片内部转换器C0MP2的输出信号(EN-)就会从低电位转变为高电 位。因此，振荡电路会停止工作，并转变为休眠状态。当VVM端不能达到Vtw以上时，会利 用来自充电泵电路的升压电力来对Cotxit进行再充电，并返回前面的工作过程。升压电路2是利用电感Ll的储能，并通过其与输入端共同的泄放作用，从而获得 高于输入端电压的输出电压。当芯片VDD引脚接收到启动电路1输出的电压信号后，升压 电路2就可以持续工作，输出电压由输出端的分压电阻R4、R5设定。同时对接在输出端的 3节可充电池7进行充电。采用这种方法后，硅片的切割和太阳能电池板的加工变得容易，切割和串片时对 太阳能硅片造成的损耗大大降低，同时极大地降低了人工成本；实际使用时，如遇光线不好 的情况或是日斑效应，太阳能电池板也能保证有较大的电流输出。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1. 一种低电压升压充电装置，其特征在于，它包括启动电路和升压电路，所述启动电路 与升压电路进行控制连接，所述启动电路包括控制芯片一、第二电容、第三电容、第一电阻、 第一二极管，所述控制芯片一通过引脚与输入端连接并与第二电容，第一电阻、第一二极管 连接构成一个控制电路，所述升压电路包括控制芯片二、第二电阻、第三电阻，第二二极管、 第三二极管，第四电容，金属-氧化层-半导体场效应晶体管和电感，所述控制芯片二通过 与金属-氧化层-半导体场效应晶体管、第三二极管和分压第二电阻、第三电阻的连接组成 升压电路并与负载连接，所述升压电路通过储能电感与输入端连接，并与启动电路控制芯 片一相连。
专利摘要本实用新型公开了一种低电压升压充电装置，它包括启动电路和升压电路，所述启动电路与升压电路进行控制连接，所述控制芯片一通过引脚与输入端连接并与第二电容，第一电阻、第一二极管连接构成一个控制电路。所述控制芯片二通过与金属-氧化层-半导体场效晶体管、第三二极管和分压第二电阻、第三电阻的连接组成升压电路并与负载连接，所述升压电路通过储能电感与输入端连接，并与启动电路控制芯片一相连。采用这种方法利用太阳能充电时，硅片的切割和太阳能电池板的加工变得容易，切割和串片时对太阳能硅片造成的损耗大大降低，同时极大地降低了人工成本；实际使用时，如遇光线不好的情况或是日斑效应，太阳能电池板也能保证有较大的电流输出。
文档编号H02N6/00GK201839019SQ20092020832
公开日2011年5月18日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者孙升, 邓炎华, 韦红光 申请人:珈伟太阳能科技(上海)有限公司