专利名称：分光计led光源专用法拉电容-太阳能充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分光计LED光源专用太阳能充电装置，使用法拉电容作为电源。
背景技术：
分光计，是一种测量角度的精密仪器，主要由五个部件组成三角底座、平行光管、望远镜、刻度圆盘和载物台。其中望远镜用于观察及定位被测光线，其光源为LED。目前分光计所用电源均为220V交流转3V直流电源，其缺点为体积大、线路多，操作时容易引起刮蹭，使用时须接220V交流电，使用地点受到限制。太阳能作为一种清洁能源应用，越来越受到人们的关注。法拉电容的容量比通常电容器大得多，其材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是一种理想的绿色环保电源。本实用新型采用太阳能电池为法拉电容充电，使用法拉电容作为分光计电源，节能环保，操作简单。
发明内容分光计现有交流转直流电源，内含变压器，占用实验台空间较大。电源与分光计间、分光计三角底座与望远镜间均需连接导线。实际操作中，导线容易引起刮蹭，造成操作不便。目前市售的充电器只可为锂电池或镍氢电池充电，没有与法拉电容配套的专用充电器，这在一定程度上限制了法拉电容作为电源的应用。为解决分光计电源占用空间大、线路复杂问题，本实用新型提供了一种环保电源分光计LED光源专用法拉电容-太阳能充电装置。该装置与原分光计电源体积大小相似，其内部电路中的主要元器件为选通开关和四非门集成芯片组成，重量小便于移动；法拉电容与充电装置可分离，使用时只需将法拉电容插入金属套筒中，即可代替原电源部分；太阳能电池作为充电装置电源，法拉电容与充电装置、分光计的连接均为直接插拔，使得整个装置没有外接导线，便于分离、移动。利用太阳能为法拉电容充电，节能环保，并且使用时不受场地限制。本实用新型分为充电装置和供电装置两部分，所述充电部分由基壳、太阳能电池支架、太阳能电池、电路板组成，所述充电装置电源使用两块太阳能电池，所述两块太阳能电池固定于基壳两侧的支架上，支架角度可自由变化，所述基壳上有LED充电指示灯与LED充满指示灯，所述太阳能电池独立于壳体，以插头与内部电路相连，所述充电装置的控制电路采用选通芯片ADG509作为开关；所述供电部分由金属套筒、LED光源组成，所述金属套筒连接分光计，所述法拉电容插入供电装置，法拉电容正极与LED光源正极及金属套筒筒壁相连，负极由导线引至电容底部圆形铜片处。所述充电装置基壳上具有扩展充电接口。所述两块太阳能电池固定于基壳两侧支架上，支架角度可自由变化。所述太阳能电池独立于壳体，以插头与内部电路相连。采用的技术方案为充电装置电源使用两块10*15cm太阳能电池,最高电压5V,最高电流300mA。两块电池板固定于基壳两侧的支架上,支架角度可自由变化，以便达到最大光照面积。基壳上有LED充电指示灯与LED充满指示灯，便于了解充电程度。基壳所有开孔处均做防水处理，充电装置在潮湿环境中能正常使用。太阳能电池独立于壳体，以插头与内部电路相连，便于更换。充电装置的控制电路采用选通芯片ADG509作为开关，电路检测电容电平并将信号传送给芯片的地址端，进而控制充电过程。充电装置可同时给两节法拉电容充电。此外，基壳外置扩展充电接口，可向外输送电压。通过调节电路，充电电压可在O 5V范围任意改变，因此充电装置可满足不同规格法拉电容充电需求。供电装置使用自制金属套筒连接分光计，将电容插入金属套筒中后，旋紧底座，打开开关，分光计LED光源便开始工作。供电装置使用红光LED替代分光计原有绿光LED，省电且亮度更高。电容充满电后可点亮LED三小时以上，能够满足一般实验需求。本实用新型的有益效果是，大大简化分光计原有接线，方便操作。取消电源中的变压器，节省空间。采用太阳能充电，使用法拉电容作为蓄电装置，节能环保。
图I为充电装置内部俯视图。图2为充电装置展开侧视图。图3为法拉电容-金属套筒外观图。图4为法拉电容-LED光源外观图。图5为法拉电容-LED光源与分光计连接示意图。图6为充电电路原理图。图1，2中1.法拉电容接口，2.充电装置开关，3.扩展充电接口，4.太阳能电池接口，5.太阳能电池，6.电路板，7. LED充满指示灯，8. LED充电指示灯，9.基壳部分，10.太阳能电池支架。图3，4，5中11.法拉电容，12.金属套筒，13.光源开关，14. LED光源，15.导线，16.圆形铜片。图6中支路调压电阻(R1, R2)，法拉电容(Cl，C2)，选通开关(Ul)，四非门集成芯片(U2)LED充电指示灯(XI)，LED充满指示灯(X2)，太阳能电池(VI)，稳压二极管(D1，D2)。
具体实施方式
如图I、图2、图3、图4所示，此分光计LED光源专用太阳能充电装置，由充电装置和供电装置两部分组成。如图I、图2所示，图中设有法拉电容接口 1，充电装置开关2，扩展充电接口 3，太阳能电池接口 4，太阳能电池5，电路板6，LED充满指示灯7，LED充电指示灯8，基壳部分9，太阳能电池支架10，本实用新型的充电装置主要由基壳部分、太阳能电池支架、太阳能电池、电路板组成。基壳部分9为PVC材质，与太阳能电池支架10通过螺丝连接，太阳能电池5通过硅胶固定在支架上。如图3、图4所示，图中设有法拉电容11，金属套筒12，光源开关13，LED光源14，导线15，圆形铜片16，本实用新型的供电装置主要由金属套筒、LED光源组成。金属套筒12根据所用法拉电容11的规格不同而选用，LED光源14为红色，光源开关13为圆形按钮开关。[0021]如图I、图2所示，太阳能电池5固定在可自由旋转的太阳能电池支架10上，其正极、负极通过导线连接至太阳能电池接口 4为充电装置供电。法拉电容11插入法拉电容接口 I后，打开充电装置开关2即可开始充电。充电开始后，LED充电指示灯8点亮。充电结束时LED充满指示灯7点亮，LED充电指示灯8熄灭。此外，扩展充电接口 3可向外输送电压，为其它电池提供应急充电。如图3、图4所示，法拉电容11充满电后，可直接插入金属套筒12中。正确安装后，法拉电容11正极与金属套筒12筒壁相连，筒壁与LED光源正极14相连。负极由导线15引至电容底部圆形铜片16处。按下金属套筒12底部光源开关13，圆形铜片16与LED光源14负极相连，电路导通，LED光源14点亮。如图5所示，将装有法拉电容11的金属套筒12插在分光计望远镜目镜镜筒下方小棱镜接口处,即可作为分光计光源使用。如图6所示，电路中的主要元器件为选通开关(Ul)和四非门集成芯片(U2)，其芯片型号为ADG509和74LS04。元器件连接方式为两个支路调压电阻(Rl，R2)串联，与两个法拉电容(Cl，C2)并联。并联整体一端与选通开关(Ul)的DA输出端相连，另一端与并联太阳能电池Vl负极相连。太阳能电池(Vl)的正极接选通芯片的VDD电源端、S4A输入端和EN芯片使能端。四非门集成芯片(U2)中一非门U2A的输入端接支路调压电阻(R1，R2)串联端，输出端接LED充电指示灯(Xl)正极。LED充电指示灯(Xl)负极与选通开关(Ul)的地址端A0，Al和四非门集成芯片(U2)中另一非门U2B的输入端相接。非门U2B输出端接LED充满指示灯(X2)正极，LED充满指示灯(X2)的负极接太阳能电池(Vl)负极。稳压二极管(Dl，D2)并联在电源Vl的两端。根据上述连接方式，电路的工作方式为A0，Al为选通开关(Ul)信号控制端，当非门U2A输出为高电平时，A0，Al都为高电平，S4A通路导通，太阳能电池(Vl)给法拉电容(C1，C2)充电，同时LED充电指示灯(Xl)点亮，非门U2B输出为低电平，LED充满指示灯(X2)不工作；同理，当非门U2A输出为低电平时，LED充电指示灯(Xl)不工作，此时非门U2B输出为高电平，LED充满指示灯(X2)点亮。并联在太阳能电池(Vl)两端的稳压二极管(D1，D2)可避免电池输出电压、电流随光照变化而影响充电的问题。此外，通过调节电路上的支路调压电阻(Rl，R2)，充电装置可给不同规格法拉电容或电池充电，从而扩大使用范围。
权利要求1.一种分光计LED光源专用法拉电容-太阳能充电装置，其特征在于，所述充电装置由充电部分和供电部分组成；所述充电部分由基壳、太阳能电池支架、太阳能电池、电路板组成，所述充电装置电源使用两块太阳能电池，所述两块太阳能电池固定于基壳两侧的支架上，支架角度可自由变化，所述基壳上有LED充电指示灯与LED充满指示灯，所述太阳能电池独立于壳体，以插头与内部电路相连，所述充电装置的控制电路采用选通芯片ADG509作为开关；所述供电部分由金属套筒、LED光源组成，所述金属套筒连接分光计，所述法拉电容插入供电装置，法拉电容正极与LED光源正极及金属套筒筒壁相连，负极由导线引至电容底部圆形铜片处。
2.根据权利要求I所述的分光计LED光源专用法拉电容-太阳能充电装置，其特征在于，所述充电装置基壳上具有扩展充电接口。
专利摘要一种能够替代分光计电源的分光计LED光源专用法拉电容-太阳能充电装置，旨在解决分光计所用电源体积大、线路多，操作时容易引起刮蹭，使用地点受到限制问题。该装置分为充电装置和供电装置两部分。充电装置内部元件小巧简单，重量小便于移动，其内部电路采用选通开关ADG509和四非门集成芯片74LS04控制充电过程。供电装置无需连接导线，将法拉电容插入即可使用。法拉电容与充电装置、供电装置的连接均为直接插拔，使得整个装置便于分离、移动。利用太阳能为法拉电容充电，节能环保，并且使用时不受场地限制。此外，装置外设扩展充电接口，可为其它负载供电。
文档编号H02J7/00GK202772604SQ201220184800
公开日2013年3月6日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者栾中岳, 张耀文, 王淑艳 申请人:栾中岳, 张耀文, 王淑艳