专利名称：：一种太阳能充电器电路的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及太阳能充电
技术领域：
，尤其涉及一种太阳能充电器电路。
背景技术：
：随着电子技术的迅速发展与普及，电子产品开始向便携化、轻型化方向不断发展。便携轻型的电子产品如手机、PDA(个人数码助理)、MP3(音频层3)播发器、MP4播放器、数码相机和PSP(PlayStationPortable，便携式游戏机)等，其绝大多数都是采用可以重复使用的可充电电池为能源。太阳能作为一种节能环保的新型能源，逐渐成为上述便携设备的可充电电池的新型充电能源。但是，由于受光伏电池转换效率影响，太阳能充电器的充电效率一般都比较低，充电电流较小，因为，太阳能光伏电池的输出电压比较低，目前大多数太阳能充电器都是将太阳能光伏电池串联使用，以提高太阳能充电器的充电电压来为电池充电，这种方式虽然成本略低，但充电效率也大为降低，且光伏电池串联以后，如果在充电时，串联起来的某一块光伏电池被遮挡，就会造成这部分光伏电池温度上升，容易损坏，而只要串联的光伏电池中的某一块光伏电池损坏，就会使串联的整个光伏电池全部报废。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳能充电器，解决太阳能电池串连使用充电效率低且容易损坏的问题，实现一种充电效率高且不易损坏的太阳能充电器电路。为解决上述技术问题，本实用新型的一种太阳能充电器电路，包括由相互并联的太阳能电池组成的太阳能电池组、第一储能元件、第二储能元件、电感性元件、开关元件、电流反灌保护元件和控制器，其中第一储能元件并联在太阳能电池组的两端；电感性元件的一端连接第一储能元件的正极，另一端连接开关元件的第一端子；电流反灌保护元件的一端连接电感性元件与开关元件的连接端，另一端连接第二储能元件的正极；第二储能元件的负极和开关元件的第二端子连接太阳能电池组的负极；控制器的电位检测端连接太阳能电池组的正极，第一输出端连接开关元件的第三端子，向该开关元件发送控制导通与关闭的控制信号。进一步地，开关元件为金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，第一端子为漏极(D极)，第二端子为源极(S极)，第三端子为栅极(G极)，控制器向MOSFET发送的控制信号为脉宽调制(PWM)信号。进一步地，电流反灌保护元件为二极管，该二极管的正极连接电感性元件与开关元件的连接端，负极连接第二储能元件的正极。进一步地，电流反灌保护元件为M0SFET，该MOSFET的D极连接电感性元件与开关元件的连接端，S极连接第二储能元件的正极，G极连接控制器的第二输出端，该控制器向该MOSFET发送与发送给开关元件的PWM信号相位相反的PWM信号。进一步地，电流反灌保护元件为二极管与MOSFET的串联结构，该二极管的正极连接电感性元件与开关元件的连接端，负极连接该MOSFET的D极，该MOSFET的S极连接第二储能元件的正极，G极连接控制器的第二输出端，该控制器向该MOSFET发送与发送给开关元件的PWM信号相位相反的PWM信号。进一步地，电流反灌保护元件为二极管与MOSFET的并联结构，二极管的正极连接该MOSFET的D极，负极连接该MOSFET的S极，该二极管的正极与该MOSFET的D极的连接端连接电感性元件与开关元件连接端，该二极管的负极与该MOSFET的S极的连接端连接第二储能元件的正极，该MOSFET的G极连接控制器的第二输出端，该控制器向该MOSFET发送与发送给开关元件的PWM信号相位相反的PWM信号。进一步地，第一储能元件和第二储能元件为电容。进一步地，第二储能元件的正极和负极分别连接充电电池的正极和负极。综上所述，本实用新型的太阳能充电器电路采用太阳能电池并联方式，通过电路升压提高充电电压，从而大大提高了充电效率，并且，太阳能电池并联方式提高了电池组输出的电流，也不会因遮挡而发热，不会因此而损坏，并联的太阳能电池中即使局部的某一块电池损坏也不会使整个电池组无法使用，其余部分仍可照常工作，从而大大提高了太阳能充电器电路的使用寿命。图1是本实用新型的太阳能充电器电路的电流反灌保护元件使用二极管时的电路图；图2是本实用新型的太阳能充电器电路的电流反灌保护元件使用P沟道MOSFET的电路图；图3是本实用新型的太阳能充电器电路的电流反灌保护元件使用二极管与P沟道MOSFET串联结构的电路图；图4是本实用新型的太阳能充电器电路的电流反灌保护元件使用二极管和P沟道MOSFET并联结构的电路图。具体实施方式以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。如图1所示，本实用新型的充电器电路可以设置在壳体中，以方便对电池充电，该充电器电路包括太阳能电池组1、第一储能元件2、第二储能元件3、电感性元件4、开关元件5、电流反灌保护元件6和控制器7，其中太阳能电池组1包含多块相互并联的太阳能电池，太阳能电池可采用太阳能光伏电池，太阳能电池组1安装在壳体表面。第一储能元件2和第二储能元件3采用电容，为简化称呼，以下将第一储能元件2称为Cl，将第二储能元件3称为C2，Cl与太阳能电池组1并联，即，正极与太阳能电池组1的正极连接，负极与太阳能电池组1的负极连接。待充电的电池并联在C2的两端，即，电池的正极和负极分别连接C2的正极和负极。Cl和C2可以选用22uF(微法)以上并且ESR(等效串联电阻)比较低的电容，可以有效地降低输出电压的纹波。电感性元件4为功率电感，以下称为Li，开关元件5为N沟道金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，以下称为VTl。Ll的一端连接Cl的正极，另一端连接VTl的第一端子51(漏极，即D极)，VTl的第二端子52(源极，即S极)接地，第三端子(栅极G极)连接控制器7的第一输出端72，控制器的电位检测端71连接太阳能电池组1的正极，用以检测太阳能电池组1的正极电位。电流反灌保护元件6为二极管(VDl)，二极管VDl的正极连接VTl的D极，VDl的负极连接C2的正极，C2的负极接地。VDl正向导通反向截止，防止充电的电池反灌电流。如图2所示，电流反灌保护元件6还可以采用P沟道MOSFET(VT2)，VT2的D极连接Ll与VTl的连接端，VT2的S极连接C2的正极，G极连接控制器7的第二输出端73。如图3所示，电流反灌保护元件6还可以采用VDl与VT2的串联结构，VDl的正极连接Ll与VTl的连接端，负极连接VT2的D极，VT2的S极连接C2的正极，G极连接控制器7的第二输出端73。如图4所示，电流反灌保护元件6还可以采用VDl与VT2的并联结构，VDl的正极连接VT2的D极，负极连接VT2的S极，该VDl的正极与VT2的D极的连接端连接Ll与VTl的连接端，VDl的负极与VT2的S极的连接端连接C2的正极，VT2的G极连接控制器7的第二输出端73。下面对本实用新型的电路的工作原理进行说明。在有阳光照射的情况下，太阳能电池组1产生大约0.5V0.6V的电压，控制器7的电位检测端检测太阳能电池组1的电压(即，太阳能电池组1的正极电位)，控制器7根据检测到的电压值和太阳能电池的功率曲线，采用如扰动观测算法等算法跟踪太阳能电池的最大功率点，生成PWM(脉宽调制)信号，PWM信号的占空比随光照强度增强而增大，频率随光照强度增强而加快，或者频率也可以不必变化。控制器7在第一输出端72上向N沟道MOSFET管VTl的G极输出所产生的PWM信号，以控制N沟道MOSFET管VTl的导通与关闭。当PWM信号为高电平时，VTl导通，电流由太阳能电池组1的正极，经Ll和VTl流回到太阳能电池组1的负极，为Cl充电；当PWM信号为低电平时，VTl关闭，在一个开关周期中，Ll的电流变化与Ll两端电压的关系为V=LX(di/dt)，由于PWM信号高低电平变化的时间很短，因此，会在Ll两端产生一个比较高的电压，达到为电路升压的目的。VTl关闭时，Ll两端的高电压、Cl和太阳能电池组1同时为电池充电。由于Ll两端的高电压是脉冲式的，而电容的特性是两端电压不会突变，因此，采用C2将这个脉冲式的高电压滤成略高于电池电压的比较平整的电压，C2的电容值越大，滤波效果越好，当然由于成本和空间的因素，也不宜选得过大，一般取22uFIOOuF为宜。当电流反灌保护元件6采用P沟道MOSFET管VT2或VT2与VDl的串联或并联组合时，控制器7通过第二输出端73向VT2的G极输出另一个与前述输出给VTl的PWM信号相位相反的PWM控制信号，使VTl和VT2分时打开，防止电池反灌电流。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。权利要求一种太阳能充电器电路，包括由相互并联的太阳能电池组成的太阳能电池组(1)、第一储能元件(2)、第二储能元件(3)、电感性元件(4)、开关元件(5)、电流反灌保护元件(6)和控制器(7)，其中所述第一储能元件(2)并联在所述太阳能电池组(1)的两端；所述电感性元件(4)的一端连接所述第一储能元件(2)的正极，另一端连接所述开关元件(5)的第一端子(51)；所述电流反灌保护元件(6)的一端连接所述电感性元件(4)与开关元件(5)的连接端，另一端连接所述第二储能元件(3)的正极；所述第二储能元件(3)的负极和所述开关元件(5)的第二端子(52)连接所述太阳能电池组(1)的负极；所述控制器(7)的电位检测端(71)连接所述太阳能电池组(1)的正极，第一输出端(72)连接所述开关元件(5)的第三端子(53)，向该开关元件(5)发送控制导通与关闭的控制信号。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于所述开关元件(5)为金属氧化物半导体场效应管M0SFET，所述第一端子(51)为漏极D极，第二端子(52)为源极S极，第三端子(53)为栅极G极，所述控制器(7)向所述MOSFET发送的控制信号为脉宽调制PWM信号。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于所述电流反灌保护元件(6)为二极管，该二极管的正极连接所述电感性元件(4)与开关元件(5)的连接端，负极连接所述第二储能元件(3)的正极。4.如权利要求2所述的电路，其特征在于所述电流反灌保护元件(6)为M0SFET，该MOSFET的D极连接所述电感性元件(4)与开关元件(5)的连接端，S极连接所述第二储能元件(3)的正极，G极连接所述控制器(7)的第二输出端(73)，该控制器(7)向该MOSFET发送与发送给所述开关元件(5)的PWM信号相位相反的PWM信号。5.如权利要求2所述的电路，其特征在于所述电流反灌保护元件(6)为二极管与MOSFET的串联结构，该二极管的正极连接所述电感性元件(4)与开关元件(5)的连接端，负极连接该MOSFET的D极，该MOSFET的S极连接所述第二储能元件(3)的正极，G极连接所述控制器(7)的第二输出端(73)，该控制器(7)向该MOSFET发送与发送给所述开关元件(5)的PWM信号相位相反的PWM信号。6.如权利要求2所述的电路，其特征在于所述电流反灌保护元件(6)为二极管与MOSFET的并联结构，所述二极管的正极连接该MOSFET的D极，负极连接该MOSFET的S极，该二极管的正极与该MOSFET的D极的连接端连接所述电感性元件(4)与开关元件(5)的连接端，该二极管的负极与该MOSFET的S极的连接端连接所述第二储能元件(3)的正极，该MOSFET的G极连接所述控制器(7)的第二输出端(73)，该控制器(7)向该MOSFET发送与发送给所述开关元件(5)的PWM信号相位相反的PWM信号。7.如权利要求2所述的电路，其特征在于所述第一储能元件(2)和第二储能元件(3)为电容。8.如权利要求2所述的电路，其特征在于所述第二储能元件(3)的正极和负极分别连接充电电池的正极和负极。专利摘要本实用新型公开了一种太阳能充电器电路，包括由相互并联的太阳能电池组成的太阳能电池组、第一储能元件、第二储能元件、电感性元件、开关元件、电流反灌保护元件和控制器，其中第一储能元件并联在太阳能电池组的两端；电感性元件的一端连接第一储能元件的正极，另一端连接开关元件的第一端子；电流反灌保护元件的一端连接电感性元件与开关元件的连接端，另一端连接第二储能元件的正极；第二储能元件的负极和开关元件的第二端子连接太阳能电池组的负极；控制器的电位检测端连接太阳能电池组的正极，第一输出端连接开关元件的第三端子，向该开关元件发送控制导通与关闭的控制信号。文档编号H02N6/00GK201663458SQ200920352230公开日2010年12月1日申请日期2009年12月31日优先权日2009年12月31日发明者李凯,高谦者申请人:中兴通讯股份有限公司