一种基于太阳能的双电源管理装置的制作方法

本发明涉及电源管理技术领域，更具体地，涉及一种基于太阳能的双电源管理装置。

背景技术：

传统的电器管理电路一般为单电源管理，为仅通过AC220V电源进行供电，使得电器在停电时或者拔掉电源时，电器无法待机或正常使用。而随着信息时代和智慧城市的发展，在很大程度上的增加了电器对于双电源的需求，使电器在未进行AC供电时不间断待机，顾客可随时随地的进行联网控制或者导入数据。常规电器的通常有一个待机功能，而待机功能需要电的支持，这样就使得电器在不使用的情况下也需要一定的电量，导致电量的浪费。基于这种情况，国家发布空调0功耗待机政策，要求电器的耗电量低，更环保。

技术实现要素：

本发明提供一种基于太阳能的双电源管理装置，使其在电源外接市电时，电源经开关电源得到直流电源，优先给储能电池充电；当外接电源消失时，太阳能对储能电池充电，具备双电源供电功能，能实现不间断供电的同时节能环保。

更具体地，本发明的实施方案如下：

一种基于太阳能的双电源管理装置，包括储能电池、市电充电电路和太阳能充电电路，所述市电充电电路与所述太阳能充电电路的输出端并联后与所述储能电池的输入端连接；所述市电充电电路包括与市电开关电源电路的输出端连接的第一充电管理芯片，所述太阳能充电电路包括太阳能电板和与所述太阳能电板电连接的第二充电管理芯片；所述储能电池的输出端电连接一电池电源输出控制电路，所述电池电源输出控制电路包括电连接的开关控制元件和升压电路。

优选地，所述开关控制元件包括PMOS管，所述PMOS管的栅极与所述市电开关电源电路的输出端电连接，所述PMOS管的漏极与所述充电电池的输出端连接，所述PMOS管的源极与所述升压电路的使能端电连接。

优选地，所述市电开关电源电路包括整流滤波电路、启动电路、正反馈电路和稳压电路。

优选地，所述第一充电管理芯片为锂电池大电流充电芯片CN3761。

优选地，所述第二充电管理芯片包括锂电池充电管理芯片CN3065。

优选地，所述升压电路包括用于将储能电池的端电压进行升压的DCDC升压芯片YB1109。

优选地，所述储能电池的额定电压为3.7V，容量为900mAh。

本发明的有益效果：

本发明基于太阳能的双电源管理装置，使其在电源外接市电时，电源经开关电源得到直流电源，优先给锂电池充电；当外接电源消失时，太阳能对锂电池充电，具备双电源供电功能，能实现不间断供电的同时还节能环保。运用本发明给电器供电，即使是在没有市电供电时也能不间断待机。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例基于太阳能的双电源管理装置的系统架构图；

图2是本发明实施例基于太阳能的双电源管理装置的部分模块的电路原理图；

图3是本发明实施例的基于太阳能的双电源管理装置的市电开关电源电路的电路原理图。

附图标记：

10、储能电池；20、市电充电电路；21、第一充电管理芯片；30、太阳能充电电路；31、太阳能电板；32、第二充电管理芯片；40、电池电源输出控制电路；41、开关控制元件；42、升压电路。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1至图3，本发明实施例提供了一种基于太阳能的双电源管理装置，包括储能电池10、市电充电电路20和太阳能充电电路30，所述市电充电电路20与所述太阳能充电电路30的输出端并联后与所述储能电池10的输入端连接；所述市电充电电路20包括市电开关电源电路和与所述市电开关电源电路的输出端连接的第一充电管理芯片21，所述太阳能充电电路30包括太阳能电板31和与所述太阳能电板31电连接的第二充电管理芯片32；所述充电电池10的输出端电连接一电池电源输出控制电路40，所述电池电源输出控制电路40包括电连接的开关控制元件41和升压电路42。

本发明基于太阳能的双电源管理装置，使其在电源外接市电时，电源经开关电源得到直流电源，优先给锂电池充电；当外接电源消失时，太阳能对锂电池充电，具备双电源供电功能，能实现不间断供电的同时还节能环保。

其中，市电开关电源电路经整流滤波电路、启动电路、正反馈电路和稳压电路将市电整流变压变换后转换成9V或12V的DC直流负载电源，在给负载供电的同时，通过第一充电管理芯片21给储能电池10充电，电池电源输出控制电路40中的开关控制元件41在本发明实施例有市电输入时截止，所以升压电路42的使能端为低电平，即升压电路42不工作，负载只从市电转换后的直流电源中取电。在市电断电后，开关控制元件41导通，升压电路42工作，升压电路42对充电电池10的端电压进行升压后对负载进行供电。

通过本发明实施例给电器进行供电，在未进行市电供电时也能不间断待机，如果硬件上满足要求，用户还可随时随地的进行联网控制或者数据导入。更优地，本发明解决了电器待机0功耗的问题，同时在市电断电情况下，通过太阳能和储能电池给CPU供电，使CPU永不断电。更进一步地，对于相应的网络通讯相关硬件也可以通过本发明实施例的电源方案进行供电，就可以满足客户通过APP访问主CPU以了解电器情况，并设定电器功能。

更具体地，所述开关控制元件41包括PMOS管，所述PMOS管的栅极与所述市电开关电源电路的输出端电连接，所述PMOS管的漏极与所述充电电池10的输出端连接，所述PMOS管的源极与所述升压电路42的使能端电连接。可选地，也可以通过三极管实现该功能。

所述储能电池10的额定电压为3.7V，容量为900mAh。所述市电开关电源电路包括正激式开关电路或反激式开关电源电路。所述第一充电管理芯片21包括CN3761芯片。

所述第二充电管理芯片32包括CN3065芯片。CN3065是可以用太阳能板供电的单节锂电池充电管理芯片。该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。内部的8位模拟-数字转换电路，能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度地利用输入电压源的电流输出能力，非常适合利用太阳能板等电流输出能力有限的电压源供电的锂电池充电应用。所述第二充电管理芯片32包括用于实现升压功能的YB1109芯片。

其中，CN3761是PWM降压模式单节锂电池充电管理集成电路，独立对单节锂电池充电进行管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。CN3761具有涓流，恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池充电管理。在恒压充电模式，CN3761将电池电压调制在4.2V，也可以通过一个外部电阻向上调整；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。CN3761是PWM降压模式单节锂电池充电管理集成电路，独立对单节锂电池充电进行管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。CN3761具有涓流，恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池充电管理。在恒压充电模式，CN3761将电池电压调制在4.2V，也可以通过一个外部电阻向上调整；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。对于深度放电的锂电池，当电池电压低于恒压充电电压的66.5％(典型值)时，CN3761用所设置的恒流充电电流的17.5％对电池进行涓流充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到恒流充电电流的16％时，充电结束。在充电结束状态，如果电池电压下降到恒压充电电压的95.5％，自动开始新的充电周期。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，CN3761自动进入睡眠模式。

CN3065是可以用太阳能板供电的单节锂电池充电管理芯片。该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。内部的8位模拟-数字转换电路，能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，用户不需要考虑最坏情况，可最大限度地利用输入电压源的电流输出能力，非常适合利用太阳能板等电流输出能力有限的电压源供电的锂电池充电应用。当输入电压掉电时，CN3065自动进入低功耗的睡眠模式，此时电池的电流消耗小于3微安。其它功能包括输入电压过低锁存，自动再充电，电池温度监控以及充电状态/充电结束状态指示等功能。

本发明提供更为具体的参考实施例：

给系统接上AC220V时，市电经开关电源得到12V/5A的直流电压，CN3761对锂电池充电，充满为止，此时PMOS管截止，YB1109由于使能端为低电平而截止，锂电池不参与供电；当市电AC220V断开时，DC12V供电消失，CN3761停止对锂电池充电，PMOS管导通，YB1109由于使能端高电平，将3.7V锂电池升压至7.5V，保持对负载供电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。