太阳能电池的电源管理电路和太阳能充电电池的制作方法

本实用新型属于太阳能电技术领域，尤其涉及一种太阳能电池的电源管理电路和太阳能充电电池。

背景技术：

随着人们对环境保护的意识逐渐提升，越来越多的用电设备采用清洁能源供电。例如风能、太阳能等。现有技术中是通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，再由蓄电池对所产生的电能进行存储。由于通过太阳能进行发电的过程需要太阳能电池板长期暴露在阳光下，所以其内部的电源管理电路的使用寿命会因此变短。并且，考虑到电路结构和太阳能电池的整体大小的原因，现有的太阳能电池的电源管理电路中的各个功能模块都是即时即用的电路模块，因此，在使用现有的太阳能电池的电源管理电路时，当电路发生故障而无法工作时，整个电路便无法再进行工作。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种太阳能电池的电源管理电路和太阳能充电电池，旨在解决现有技术中的太阳能电池的电源管理电路在发生故障而无法工作的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种太阳能电池的电源管理电路，与太阳能电池板和蓄电池相连，所述电源管理电路包括：第一切换开关、第二切换开关、转换模块以及反馈模块；

所述转换模块包括第一转换单元和第二转换单元，所述第一转换单元的充电输入端和所述第二转换单元的充电输入端分别连接所述第一切换开关的第一选通端和第二选通端，所述第一切换开关的公共端连接所述太阳能电池板的电能输出端，所述第一转换单元的充电输出端和所述第二转换单元的充电输出端共接所述蓄电池的充电端，

所述反馈模块包括参考信号输入端与信号输出端，所述反馈模块的参考信号输入端与所述太阳能电池板的电能输出端相连，所述反馈模块的信号输出端接所述第一转换单元的反馈端或所述第二转换单元的反馈端，为所述第一转换单元或所述第二转换单元提供反馈信号；

所述第一切换开关用于选通所述第一转换单元或者所述第二转换单元，使所述第一转换单元或者所述第二转换单元根据所述反馈信号对所述太阳能电池板输出的电压进行转换,进而为所述蓄电池充电。

进一步的，所述电源管理电路还包括：稳压模块；

所述稳压模块包括第一稳压单元与第二稳压单元，所述第一稳压单元的负载输出端和所述第二稳压单元的负载输出端分别连接所述第二切换开关的第一选通端和第二选通端，所述第二切换开关的公共端连接外部负载，所述第一稳压单元的电源输入端与所述第二稳压单元的电源输入端共接所述蓄电池的放电端；

所述第二切换开关用于选通所述第一稳压单元或者所述第二稳压单元，使所述第一稳压单元或者所述第二稳压单元对所述蓄电池输出的电压进行稳压,进而为所述外部负载供电。

进一步的，所述电源管理电路还包括：

第一端与所述蓄电池的放电端相连，第二端共接所述第一稳压单元的电源输入端与所述第二稳压单元的电源输入端的放电开关模块；

连接于所述第二切换开关与所述外部负载之间，在所述蓄电池向外部负载供电过程中提供过放保护的输出保护模块。

进一步的，所述第一转换单元与第二转换单元为两个相同的转换电路。

进一步的，所述第一稳压单元与所述第二稳压单元为两个相同的稳压电路。

进一步的，所述反馈模块包括：稳压器、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及比较器；

所述稳压器的第二信号端与所述稳压器的电源输入端共接电源，所述电容C1第一端与所述稳压器的电源输入端相连，所述电容C1第二端与所述稳压器的第一信号端相连，所述稳压器的第一信号端接地，所述电容C2的第一端接所述稳压器的第二信号端，所述电容C2的第二端接所述稳压器的第一信号端，所述电阻R1的第一端与所述电容C2的第一端相连，所述电阻R1的第二端与所述比较器的第一输入端相连，所述电阻R2的第一端共接所述电阻R3的第二端与所述比较器的第二输入端相连，所述电阻R2的第二端接地，所述电阻R3的第一端为所述反馈模块的参考信号输入端，所述比较器的第一电源输入端接所述电源，所述比较器的第二电源端接地，所述比较器的信号输出端为所述反馈模块的信号输出端。

进一步的，所述转换电路包括第一芯片、电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、电感L1以及第一二极管；

所述电容C101的第一端与所述太阳能电池板的电能输出端相连，所述电容C101的第二端接地，所述电阻R102的第一端共接所述电容C101的第一端与所述第一芯片的电源输入端，所述电阻R102的第二端与所述第一芯片的使能端相连，所述第一芯片的地线端接地，所述第一芯片的驱动输出端与所述电容C102的第一端相连，所述电容C102的第二端共接所述电感L1的第一端与所述第一芯片的电感开关端，所述电感L1的第二端共接所述电阻R103第一端、所述电容C103第一端以及所述电容C104第一端，所述电容C103第二端与所述电容C104第二端共接地，所述电容C104第一端与所述第一二极管第一端相连，所述第一二极管第二端接所述蓄电池的充电端，所述电阻R103第二端共接所述第一芯片的反馈端与所述电阻R104的第一端，所述电阻R104的第二端共接所述电容C106的第一端与所述电阻R106的第一端，所述电容C106的第二端接地，所述电阻R106第二端共接所述电阻R105的第一端与所述电容C105的第一端，所述电容C105的第二端与所述电容C106的第二端相连，所述电阻R105的第二端接所述反馈模块的信号输出端。

进一步的，所述稳压电路包括第二芯片、电容C201、电容C202、电容C203、电容C204、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电感L2以及第二二极管；

所述电容C201的第一端接所述蓄电池的放电端，所述电容C201的第二端接地，所述电容C202的第一端共接所述第二芯片的电源输入端与电源，所述电容C202的第二端接地，所述电阻R201的第一端与所述蓄电池的放电端相连，所述电阻R201的第二端与第二芯片的使能端相连，所述电感L2的第一端与所述电容C202的第一端相连，所述电感L2的第二端共接所述第二芯片的电感开关端与所述第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端与所述电阻R202的第一端相连，所述电阻R202的第二端共接所述电阻R203的第一端与所述第二芯片的反馈端，所述电阻R203的第二端接地，所述电容C203的第一端与所述电容C204的第一端共接所述电阻R202的第一端，所述电容C203的第二端与所述电容C204的第二端共接地，所述电容C204的第一端与所述第二切换开关相连。

进一步的，所述输出保护模块包括：电容C301、电容C302、电阻R301、电阻R302、第一开关管以及第二开关管；

所述电容C310的第一端共接电源与所述第二切换开关，所述电容C301第二端共接所述第一开关管的低电位端与地，所述电阻R301的第一端与电源和所述外部负载相连，所述电阻R301的第二端共接所述第一开关管的受控端与所述第二开关管的高电位端，所述第一开关管的高电位端共接所述电阻R302第一端和所述外部负载，所述电阻R302的第二端与所述第二开关管的受控端相连，所述电容C302的第一端共接所述第一开关管的低电位端与所述第二开关管的低电位端，所述电容C302的第二端与所述第二开关管的受控端相连。

本实用新型的实施例还提供了一种太阳能充电电池，包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能充电电池还包括如上所述的太阳能电池的电源管理电路。

本实用新型提供一种太阳能电池的电源管理电路和太阳能充电电池，电源管理电路包括：第一切换开关、第二切换开关、转换模块以及反馈模块；转换模块包括第一转换单元和第二转换单元，反馈模块包括参考信号输入端与信号输出端，反馈模块的参考信号输入端与太阳能电池板的电能输出端相连，反馈模块的信号输出端接第一转换单元的反馈端或第二转换单元的反馈端，为第一转换单元或第二转换单元提供反馈信号；通过第一切换开关选通第一转换单元或者第二转换单元，使第一转换单元或者第二转换单元根据反馈信号对太阳能电池板输出的电压进行转换,进而为蓄电池充电。解决了太阳能电池的电源管理电路在发生故障时，整个电路无法正常工作的问题，提高了太阳能电池整体电路的可靠性和太阳能电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的太阳能电池的电源管理电路结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中反馈模块的具体电路图；

图3为本实用新型实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中转换电路的具体电路图；

图4为本实用新型实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中稳压电路的具体电路图；

图5为本实用新型实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中输出保护模块的具体电路图；

图6为本实用新型实施例提供的太阳能充电电池的结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例的目的在于提供一种太阳能电池的电源管理电路和太阳能充电电池，旨在解决现有技术中的太阳能电池的电源管理电路在发生故障而无法工作的问题。

图1示出了本实用新型实施例提供的太阳能电池的电源管理电路结构框图。

如图1所示，一种太阳能电池的电源管理电路100，与太阳能电池板110和蓄电池120相连，该电源管理电路100包括：第一切换开关10、第二切换开关20、转换模块30以及反馈模块40；

转换模块30包括第一转换单元31和第二转换单元32，第一转换单元31的充电输入端和第二转换单元32的充电输入端分别连接第一切换开关10的第一选通端和第二选通端，第一切换开关10的公共端连接太阳能电池板110的电能输出端，第一转换单元31的充电输出端和第二转换单元32的充电输出端共接蓄电池120的充电端，

反馈模块40包括参考信号输入端与信号输出端，反馈模块40的参考信号输入端与太阳能电池板110的电能输出端相连，反馈模块40的信号输出端接第一转换单元31的反馈端或第二转换单元32的反馈端，为第一转换单元31或第二转换单元32提供反馈信号；

第一切换开关10用于选通第一转换单元31或者第二转换单元32，使第一转换单元31或者第二转换单元32根据反馈信号对太阳能电池板110输出的电压进行转换,进而为蓄电池120充电。

如图1所示，电源管理电路100还包括：

稳压模块50；

稳压模块50包括第一稳压单元51与第二稳压单元52，第一稳压单元51的负载输出端和第二稳压单元52的负载输出端分别连接第二切换开关20的第一选通端和第二选通端，第二切换开关20的公共端连接外部负载130，第一稳压单元51的电源输入端与第二稳压单元52的电源输入端共接蓄电池120的放电端；

第二切换开关20用于选通第一稳压单元51或者第二稳压单元52，使第一稳压单元51或者第二稳压单元52对蓄电池120输出的电压进行稳压,进而为外部负载130供电。

如图1所示，电源管理电路100还包括：

第一端与蓄电池120的放电端相连，第二端共接稳压模块50的第一电源输入端和稳压模块50的第二电源输入端的开关模块60；

连接于第二切换开关20与外部负载130之间，在蓄电池120向外部负载130供电过程中提供过放保护的输出保护模块70。

在本实施例中，通过第一切换开关10切换第一转换单元31的充电输入端和第二转换单元32的充电输入端，实现不同的转换单元对太阳能电池板110的输出电压进行转换，并为蓄电池120充电，其中，不同的转换单元指的是第一转换单元31与第二转换单元32。即实现第一转换单元31与第二转换单元32之间的工作切换。

通过第二切换开关20切换第一稳压单元51的负载输出端与第二稳压单元52的负载输，实现不同的稳压单元为外部负载130输出稳定电压。其中，不同的稳压单元指的是第一稳压单元51与第二稳压单元52。即实现第一稳压单元51与第二稳压单元52之间的工作切换。

在本实施例中，第一切换开关10和第二切换开关20都可以为单刀双掷开关。当第一切换开关10为单刀双掷开关时，第一切换开关10的第一选通端和第二选通端对应单刀双掷开关的两个活动端，第一切换开关10的公共端为单刀双掷开关的固定端。同样，当第二切换开关20为单刀双掷开关时，第二切换开关20的第一选通端和第二选通端对应单刀双掷开关的两个活动端，第二切换开关20的公共端为单刀双掷开关的固定端。

作为本实用新型的一实施例，第一稳压单元51与第二稳压单元52为两个相同的稳压电路5。

图2示出了本实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中反馈模块的具体电路图，如图2所示，反馈模块40包括：稳压器M1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及比较器M2；

稳压器M1的第二信号端S2与稳压器M1的电源输入端D1共接电源VDD，电容C1第一端与稳压器M1的电源输入端D1相连，电容C1第二端与稳压器M1的第一信号端S1相连，稳压器M1的第一信号端S1接地，电容C2的第一端接稳压器M1的第二信号端S2，电容C2的第二端接稳压器M1的第一信号端S1，电阻R1的第一端与电容C2的第一端相连，电阻R1的第二端与比较器M2的第一输入端I1相连，电阻R2的第一端共接电阻R3的第二端与比较器M2的第二输入端I2相连，电阻R2的第二端接地，电阻R3的第一端为反馈模块40的参考信号输入端，比较器M2的第一电源输入端V1接电源VDD，比较器M2的第二电源V2端接地，比较器M2的信号输出端O为反馈模块40的信号输出端。

作为本实用新型的一实施例，第一转换单元31与第二转换单元32为两个相同的转换电路。图3示出了本实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中转换电路的具体电路图，如图3所示，转换电路包括第一芯片U1、电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、电感L1以及第一二极管D1；

电容C101的第一端与太阳能电池板110的电能输出端SOLAR相连，电容C101的第二端接地，电阻R102的第一端共接电容C101的第一端与第一芯片U1的电源输入端IN，电阻R102的第二端与第一芯片U1的使能端EN相连，第一芯片U1的地线端GND接地，第一芯片U1的驱动输出端BF与电容C102的第一端相连，电容C102的第二端共接电感L1的第一端与第一芯片U1的电感开关端SW，电感L1的第二端共接电阻R103第一端、电容C103第一端以及电容C104第一端，电容C103第二端与电容C104第二端共接地，电容C104第一端与第一二极管D1第一端相连，第一二极管D1第二端接蓄电池120的充电端，电阻R103第二端共接第一芯片U1的反馈端FB与电阻R104的第一端，电阻R104的第二端共接电容C106的第一端与电阻R106的第一端，电容C106的第二端接地，电阻R106第二端共接电阻R105的第一端与电容C105的第一端，电容C105的第二端与电容C106的第二端相连，电阻R105的第二端接反馈模块40的信号输出端。

作为本实用新型的一实施例，第一稳压单元51与第二稳压单元52为两个相同的稳压电路。图4示出了本实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中稳压电路的具体电路图，如图4所示，稳压电路包括第二芯片U2、电容C201、电容C202、电容C203、电容C204、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电感L2以及第二二极管D2；

电容C201的第一端接蓄电池120的放电端OUT_B，电容C201的第二端接地，电容C202的第一端共接第二芯片U2的电源输入端IN与电源VDD，电容C202的第二端接地，电阻R201的第一端与蓄电池120的放电端OUT_B相连，电阻R201的第二端与第二芯片U2的使能端EN相连，电感L2的第一端与电容C202的第一端相连，电感L2的第二端共接第二芯片U2的电感开关端SW与第二二极管D2的第一端，第二二极管D2的第二端与电阻R202的第一端相连，电阻R202的第二端共接电阻R203的第一端与第二芯片U2的反馈端FB，电阻R203的第二端接地，电容C203的第一端与电容C204的第一端共接电阻R202的第一端，电容C203的第二端与电容C204的第二端共接地，电容C204的第一端与第二切换开关20相连。

图5示出了本实施例提供的太阳能电池的电源管理电路中输出保护模块的具体电路图，如图5所示，输出保护模块70包括：电容C301、电容C302、电阻R301、电阻R302、第一开关管Q1以及第二开关管Q2；

电容C310的第一端共接电源VDD与第二切换开关20，电容C301第二端共接第一开关管Q1的低电位端与地，电阻R301的第一端与电源VDD和外部负载130相连，电阻R301的第二端共接第一开关管Q1的受控端与第二开关管Q2的高电位端，第一开关管Q1的高电位端共接电阻R302第一端和外部负载130，电阻R302的第二端与第二开关管Q2的受控端相连，电容C302的第一端共接第一开关管Q1的低电位端与第二开关管Q2的低电位端，电容C302的第二端与第二开关管Q2的受控端相连。

作为本实用新型的多个实施例，第一开关管Q1为MOS管、IGBT管或带体二极管的IGBT管；所述第二开关管Q2为MOS管、IGBT管或带体二极管的IGBT管。在实际应用中，第一开关管Q1与第二开关管Q2的具体选用可以根据具体情况进行其他组合，以最大目的实现对电路整体的输出保护。

以下结合图1至图5对本实施例提供的太阳能电池的电源管理电路100的工作原理进行详细描述：

太阳能电池板110对太阳光进行光电转换后，通过第一切换开关10向转换模块30输入电能，转换模块30对电能进行转换后输出给蓄电池120，实现为蓄电池120进行充电。其中，第一切换开关10可以是单刀双掷开关，其固定端接太阳能电池板110，其他两个活动端往返于转换模块30中的第一转换单元31与第二转换单元32之间。例如，当第一转换单元31发生故障时，通过该第一切换开关10能够切换至第二转换单元32进行工作，即通过第二转换单元32对蓄电池120进行充电，实现第一转换单元31与第二转换单元32之间的使用切换。

当需要向外部负载130进行供电时，导通开关模块60，使得蓄电池120通过该开关模块60、稳压模块50、第二切换开关20以及输出保护模块70为外部负载130进行供电。其中，开关模块60可以是单刀单掷开关或按压弹性开关。在导通开关模块60后，蓄电池120通过向稳压模块50输出供电电压。第二切换开关20与第一切换开关10类似，也可以为单刀双掷开关，其固定端接输出保护模块70，其他两个活动端往返于稳压模块50中的第一稳压单元51与第二稳压单元52之间。例如，当第一稳压单元51发生故障时，通过该第二切换开关20能够切换至第二稳压单元52进行工作，即通过第二转换单元52向外部负载130输出稳定电压，实现第一稳压单元51与第二稳压单元52之间的使用切换。

图6示出了本实施例提供的太阳能充电电池结构示意图，如图6所示，太阳能充电电池200，包括太阳能电池板110和蓄电池120，该太阳能充电电池200还包括如上述实施例中的太阳能电池的电源管理电路100。

由于与本实用新型有关的具体技术方案和实现方式在上述实施例中以及详细说明，因此，此处不再赘述。

本实用新型提供一种太阳能电池的电源管理电路和太阳能充电电池，电源管理电路包括：第一切换开关、第二切换开关、转换模块以及反馈模块；转换模块包括第一转换单元和第二转换单元，反馈模块包括参考信号输入端与信号输出端，反馈模块的参考信号输入端与太阳能电池板的电能输出端相连，反馈模块的信号输出端接第一转换单元的反馈端或第二转换单元的反馈端，为第一转换单元或第二转换单元提供反馈信号；通过第一切换开关选通第一转换单元或者第二转换单元，使第一转换单元或者第二转换单元根据反馈信号对太阳能电池板输出的电压进行转换,进而为蓄电池充电。解决了太阳能电池的电源管理电路在发生故障时，无法通过其他手段延长太阳能电池的使用寿命的问题，提高了太阳能电池整体电路的可靠性和太阳能电池的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。