一种太阳能供电电路及便携式太阳能供电器的制造方法

文档序号:7412545阅读:176来源:国知局
一种太阳能供电电路及便携式太阳能供电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能供电电路及便携式太阳能供电器,太阳能供电电路包括:太阳能板、MCU、稳压器、供电接口和电流采集器;所述太阳能板正极分别与所述MCU的正电源端、稳压器的正电源端连接;所述太阳能板负极以及所述MCU的负电源端、稳压器的负电源端均接地;所述MCU的信号输出端与所述稳压器的信号输入端连接;所述MCU的信号输入端与所述电流采集器的信号输出端连接;所述稳压器的信号输出端与所述供电接口的正端连接;所述供电接口的负端与所述电流采集器的正端连接;所述电流采集器的负端接地。本实用新型提出的太阳能供电电路能够促使数码通信设备重新开启充电,而且该重新开启充电的过程无需人工操作,因此提高了充电效率。
【专利说明】—种太阳能供电电路及便携式太阳能供电器

【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及供电/充电领域,具体涉及一种太阳能供电电路及便携式太阳能供电器,可应用于利用太阳能对数码通信设备进行供电的技术方案中。

【背景技术】
[0002]随着诸如移动电源等便携式供电设备的普及,利用太阳能来为诸如手机、平板电脑之类的数码通信设备提供充电的便携式太阳能供电设备的研究也正在兴起。
[0003]不少数码通信设备中都内置有电源管理模块,该电源管理模块会根据检测到的外部供电电流或功率的大小,来调整充电模式;当外部供电电流或供电功率不稳定时,该电源管理模块将会控制数码通信设备关闭充电,这时即使外部供电电流或供电功率恢复稳定,电源管理模块也不会自动控制数码通信设备重新开启充电,通常需要由人工断开数码通信设备跟供电设备的连接,然后重新接上才能重新开启充电。
[0004]太阳能供电设备的供电方式是将太阳能转为电能来为数码通信设备进行供电,但是由于太阳光线通常并不稳定,因此很容易发生供电电流或供电功率不稳定时的情况(通常是光线变弱,导致供电电流变小),这便很可能会导致数码通信设备关闭充电,而且,即使外部供电电流或供电功率恢复稳定,数码通信设备也不会自动重新开启充电,因此严重影响了充电效果,造成充电效率低下。
实用新型内容
[0005]本实用新型针对现有技术中数码通信设备在外部供电电流或供电功率恢复稳定后仍不会自动重新开启充电,造成充电效率低下的技术问题,提出一种太阳能供电电路。
[0006]本实用新型提出的一种太阳能供电电路,其包括:太阳能板、MCU、稳压器、供电接口和电流采集器;
[0007]所述太阳能板正极分别与所述MCU的正电源端、稳压器的正电源端连接;所述太阳能板负极以及所述MCU的负电源端、稳压器的负电源端均接地;
[0008]所述MCU的信号输出端与所述稳压器的信号输入端连接;所述M⑶的信号输入端与所述电流采集器的信号输出端连接;所述稳压器的信号输出端与所述供电接口的正端连接;所述供电接口的负端与所述电流采集器的正端连接;所述电流采集器的负端接地。
[0009]具体的,所述稳压器包括DC-DC稳压器、续流二极管、续流电感和第一滤波电容;
[0010]所述DC-DC稳压器的正电源端与所述太阳能板的正极连接,其负电源端接地,其信号输入端与所述MCU的信号输出端连接,其信号输出端与所述续流二极管阴极连接;
[0011]所述续流二极管的阴极还与所述续流电感的正端连接,其阳极接地;所述续流电感的负端分别与所述第一滤波电容的正端、供电接口的正端连接;
[0012]所述第一滤波电容的负端接地。
[0013]具体的,所述电流采集器包括电流信号采集电阻、第二滤波电容和信号采集通道电阻;
[0014]所述电流信号采集电阻的正端、第二滤波电容的正端和信号采集通道电阻的正端均接于所述供电接口的负端;
[0015]所述电流信号采集电阻的负端、第二滤波电容的负端均接地;所述信号采集通道电阻的负端接于所述MCU的信号输入端。
[0016]具体的,所述供电接口为USB供电接口。
[0017]具体的,所述太阳能板的功率为5W至10W,所述电流信号采集电阻的阻值为0.01 Ω 至 I Ω。
[0018]具体的,所述太阳能供电电路对外供电的工作电压为5V至7.5V。
[0019]此外,本实用新型还提出了一种便携式太阳能供电器,其包括上述任一项太阳能供电电路。
[0020]有益效果:本实用新型提出的一种太阳能供电电路,其中太阳能板可用于将太阳能转化成电能并为MCU和稳压器供电,同时该电能通过稳压器稳压后经供电接口为外接的数码通信设备供电;MCU可通过电流采集器周期性地采集供电接口处的电流信号进行运算,以确定该电流信号的大小是否适合对外供电,当所述电流信号的大小不适合对外供电时,MCU可用来轮流发出一关闭对外供电的信号和一开启对外供电的信号至所述稳压器中,以通过该稳压器反复扰动供电;数码通信设备内置的电源管理模块将会在该反复扰动下重新调整充电模块,直至电流信号的大小适合对外供电(也即适合该数码通信设备进行充电)时,再由MCU以一恒定开启对外供电的信号发送至稳压器中,实现重新对外持续供电(也即实现该数码通信设备重新持续充电),因而本实用新型提出的太阳能供电电路能够促使数码通信设备重新开启充电,而且该重新开启充电的过程无需人工操作,因此提高了充电效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1为本实用新型提出的一种太阳能供电电路的结构示意图。

【具体实施方式】
[0022]为了便于本领域技术人员理解,下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步描述。
[0023]本实用新型提出了一种太阳能供电电路,以下以实施例进行描述。
[0024]以下用来描述各部件连接端的术语“正端”和“负端”,是基于各部件中电流的流向,为了方便描述而采用的命名方式,其中“正端”为电流的输入端,“负端”为电流的输出端。其他诸如“正极”、“负极”、“阳极”和“阴极”等均为本领域的专业术语,可按通用含义理解。
[0025]请参考图1,本实施例提出的太阳能供电电路主要包括:太阳能板10、MCU 20、稳压器30、电流采集器40和供电接口(本实施例中供电接口采用USB供电接口 50,但随着科技的发展,不排除以后还可以采用其他更合适的供电接口的可能);
[0026]所述太阳能板10正极分别与所述MCU 20的正电源端、稳压器30的正电源端连接;所述太阳能板10负极以及所述MCU 20的负电源端、稳压器30的负电源端均接地;
[0027]所述MCU 20的信号输出端与所述稳压器30的信号输入端连接;所述MCU 20的信号输入端与所述电流采集器40的信号输出端连接;所述稳压器30的信号输出端与所述USB供电接口 50的正端连接;所述USB供电接口 50的负端与所述电流采集器40的正端连接;所述电流采集器40的负端接地。
[0028]以下介绍利用本实施例的太阳能供电电路为外接的数码通信供电的原理,其具体过程主要包括以下步骤SlOO至步骤S500:
[0029]S100、通过电路中的太阳能板10吸收太阳能并将其转化为电能;
[0030]其中,太阳能板10可采用便携式太阳能供电器通用的太阳能板,本实施例不对太阳能板10的型号、尺寸等具体参数做限制;其吸收太阳能并将太阳能转化为电能的方案可参考本领域的惯用方案,本实施例对此不做特殊要求。
[0031]S200、利用所述电能为电路中的MCU 20和稳压器30供电;
[0032]其中,所述电能的作用包括对内供电和对外供电,其中对内供电即是为电路中的MCU 20和稳压器30等提供直流电源,但同时,该电能经稳压器30稳压后通过USB供电接口50提供给数码通信设备进行充电,则为对外供电。
[0033]S300、所述MCU 20周期性地采集电路中用于对外供电的USB供电接口 50处的电流信号进行运算,以确定该电流信号的大小是否适合对外供电;
[0034]具体的,可以在MCU 20中预设一电流信号采集周期,由MCU 20按该周期去采集电路中用于对外供电的USB供电接口 50处的电流信号进行运算,以确定该电流信号的大小是否适合对外供电。这里确定是否适合对外供电的具体方案可以是:在MCU 20中设置一与数码通信设备的额定充电电流对应的标准供电电流,当采集到的电流信号的大小超出该标准供电电流限定的范围时,则判定该电流的信号不适合对外供电。例如假设该标准供电电流限定的范围是500 mA左右,而采集到的电流信号大小只有300mA,则可判定为不适合对外供电。
[0035]S400、当所述电流信号的大小不适合对外供电时,所述MCU 20轮流发出一关闭对外供电的信号和一开启对外供电的信号至所述稳压器30中,以通过所述稳压器30反复扰动供电,直至采集到适合对外供电的电流信号后,所述MCU 20发出一恒定开启对外供电的信号至所述稳压器30中;
[0036]由于太阳光线的稳定性难以维持,因此吸收太阳能并转化为电能后,所产生的电流和电压的大小很容易产生较大波动,故而太阳能供电器中通常会设置稳压元件对对外供电电压进行稳压控制,使供电电压维持在一个合理的范围内,避免波动较大,这便是本实施例中稳压器30的功能之一。
[0037]若采集到的电流信号经过运算后,其大小不适合对外供电时,则可由MCU 20轮流发出一关闭对外供电的信号和一开启对外供电的信号至所述稳压器30中,以通过稳压器30反复扰动供电,直至采集到适合对外供电的电流信号后,再由MCU 20发出一恒定开启对外供电的信号至稳压器30中;其中,所述扰动充电既可理解为对稳压器30的扰动,也可理解为整个电路对外供电功能的扰动,同时也可理解为对外接的数码通信设备充电功能的扰动,因为MCU对稳压器30的扰动实际也相当于对整个电路对外供电功能以及外接的数码通信设备充电功能的扰动。
[0038]S500、所述稳压器30根据所述MCU 20发出的关闭或开启对外供电的信号,通过所述USB供电接口 50相应关闭或开启对外供电,并在开启对外供电时对对外供电电压进行稳压控制。
[0039]由前述可知,稳压器30通过所述USB供电接口 50相应关闭或开启对外供电也即是对数码通信设备(中的电源管理模块)充电功能的扰动,该扰动作用便会促使数码通信设备中的电源管理模块重新调整充电模块,从而使数码通信设备实现自动重新开启充电。
[0040]由于本实施例提出的一种太阳能供电电路,其中太阳能板可用于将太阳能转化成电能并为MCU和稳压器供电,同时该电能通过稳压器稳压后经USB供电接口为外接的数码通信设备供电;MCU可通过电流采集器周期性地采集USB供电接口处的电流信号进行运算,以确定该电流信号的大小是否适合对外供电,当所述电流信号的大小不适合对外供电时,MCU可用来轮流发出一关闭对外供电的信号和一开启对外供电的信号至所述稳压器中,以通过该稳压器反复扰动供电;数码通信设备内置的电源管理模块将会在该反复扰动下重新调整充电模块,直至电流信号的大小适合对外供电(也即适合该数码通信设备进行充电)时,再由MCU以一恒定开启对外供电的信号发送至稳压器中,实现重新对外持续供电(也即实现该数码通信设备重新持续充电),因而本实用新型提出的太阳能供电电路能够促使数码通信设备重新开启充电,而且该重新开启充电的过程无需人工操作,因此提高了充电效率。
[0041]关于上述稳压器30的内部结构或组成,本领域技术人员可以根据上述对其功能的介绍自行设计。具体的,本实施例提供以下方案以供参考,请继续参阅图1:
[0042]所述稳压器30包括DC-DC稳压器、续流二极管Dl、续流电感LI和第一滤波电容Cl ;
[0043]所述DC-DC稳压器的正电源端与所述太阳能板10的正极连接,其负电源端接地,其信号输入端与所述MCU 20的信号输出端连接,其信号输出端与所述续流二极管Dl阴极连接;
[0044]所述续流二极管Dl的阴极还与所述续流电感LI的正端连接,其阳极接地;所述续流电感LI的负端分别与所述第一滤波电容Cl的正端、USB供电接口 50的正端连接;
[0045]所述第一滤波电容Cl的负端接地。
[0046]其中,DC-DC稳压器也即俗称直流-直流转换器,用于对直流电进行稳压,使电压限定在适当的范围内;第一滤波电容Cl用于对过滤掉输往USB供电接口 50的正端的干扰信号;DC-DC稳压器、续流二极管D1、续流电感LI与第一滤波电容Cl四者的电路连接共同实现稳压器30的功能。
[0047]关于上述电流采集器40的内部结构或组成,本领域技术人员可以根据上述对其功能的介绍自行设计。具体的,本实施例提供以下方案以供参考,请继续参阅图1:
[0048]所述电流采集器40包括电流信号采集电阻R1、第二滤波电容C2和信号采集通道电阻R2 ;
[0049]所述电流信号采集电阻Rl的正端、第二滤波电容C2的正端和信号采集通道电阻R2的正端均接于所述USB供电接口 50的负端;
[0050]所述电流信号采集电阻Rl的负端、第二滤波电容C2的负端均接地;所述信号采集通道电阻R2的负端接于所述MCU的信号输入端。
[0051]其中,电流信号采集电阻Rl用于给MCU提供电流信号采集,信号采集通道电阻R2用于将电流信号采集电阻Rl提供的电流信号反馈至MCU中以供采集,第二滤波电容C2对需要采集的电流信号进行滤波,以去除干扰信号,提高采集精度。
[0052]上述太阳能板的功率、电流采集电阻的阻值以及整个太阳能供电设备对外供电的工作电压,可根据需要充电的数码通讯数据进行选择或设置,在本实施例中,为手机等额定充电电压、电流或功率相对较低的数码通信设备供电时,充电太阳能板的功率可以是5W至10W,所述电流信号采集电阻的阻值可以是0.01 Ω至1Ω,整个太阳能供电设备对外供电的工作电压则为5V至7.5V。
[0053]此外,本实用新型还提出了一种便携式太阳能供电器,其实施例包括上述任一项太阳能供电电路,因此该便携式太阳能供电器内部的各电路元件及其连接关系可参考上述太阳能供电电路实施例中的介绍。
[0054]值得注意的是,本实施例中所述的便携式太阳能供电器是指拥有独立的个体(不依附于其他设备上),并且能像现有的移动电源或手机等移动终端一样便于随身携带的供电器,
[0055]同时可以理解的是,该便携式太阳能供电器同样具备上述太阳能供电电路实施例中所涉及的一切有益效果,这里不再赘述。
[0056]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种太阳能供电电路,其特征在于,包括:太阳能板、MCU、稳压器、供电接口和电流采集器; 所述太阳能板正极分别与所述MCU的正电源端、稳压器的正电源端连接;所述太阳能板负极以及所述MCU的负电源端、稳压器的负电源端均接地; 所述MCU的信号输出端与所述稳压器的信号输入端连接;所述MCU的信号输入端与所述电流采集器的信号输出端连接;所述稳压器的信号输出端与所述供电接口的正端连接;所述供电接口的负端与所述电流采集器的正端连接;所述电流采集器的负端接地。
2.如权利要求1所述的太阳能供电电路,其特征在于,所述稳压器包括DC-DC稳压器、续流二极管、续流电感和第一滤波电容; 所述DC-DC稳压器的正电源端与所述太阳能板的正极连接,其负电源端接地,其信号输入端与所述MCU的信号输出端连接,其信号输出端与所述续流二极管阴极连接; 所述续流二极管的阴极还与所述续流电感的正端连接,其阳极接地;所述续流电感的负端分别与所述第一滤波电容的正端、供电接口的正端连接; 所述第一滤波电容的负端接地。
3.如权利要求2所述的太阳能供电电路,其特征在于,所述电流采集器包括电流信号采集电阻、第二滤波电容和信号采集通道电阻; 所述电流信号采集电阻的正端、第二滤波电容的正端和信号采集通道电阻的正端均接于所述供电接口的负端; 所述电流信号采集电阻的负端、第二滤波电容的负端均接地;所述信号采集通道电阻的负端接于所述MCU的信号输入端。
4.如权利要求1至3任一所述的太阳能供电电路,其特征在于,所述供电接口为USB供电接口。
5.如权利要求4所述的太阳能供电电路,其特征在于,所述太阳能板的功率为5W至10W,所述电流信号采集电阻的阻值为0.01Ω至1Ω。
6.如权利要求5所述的太阳能供电电路,其特征在于,所述太阳能供电电路对外供电的工作电压为5V至7.5V。
7.一种便携式太阳能供电器,其特征在于,包括如权利要求1至6任一项所述的太阳能供电电路。
【文档编号】H02J7/00GK204068384SQ201420526649
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】陈凯彬 申请人:陈凯彬
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