一种便携式手机太阳能充电器的制作方法

本发明属于充电器技术领域，具体涉及一种便携式手机太阳能充电器。

背景技术：

进入21世纪以后，人们更加注重将太阳能转化成可以存储的能量，来提供用于特定需要的能量，如太阳能热水器的应用、太阳能发电、太阳能路灯、太阳能充电等等。进入21世纪后太阳能光伏产业更是蓬勃发展。据dataquest的统计显示，目前全世界共有136个国度投入普及应用太阳能电池的高潮中，其中有96个国家正在大规模地进行太阳能电池的开发研究，积极生产各种相关的节能新产品。

现今智能手机已经十分普遍，成为人们的日常生活中必不可少的物品，由于受制于手机的制造体积电池不能做的很大，导致续航里程受影响，如果长时间在户外就需要充电，而有些地方不方便建设固定式的手机充电站，所以很容易导致手机因缺少电量而关机，进而影响正常使用。

当前，也有一些利用太阳能给手机充电的充电器，其中有的没有内置锂电池，只能在有太阳的情况下给手机充电，受天气状况影响大不具有实用性，有的虽有内置电池，但容量小，效率低，电池电量无监控措施等问题，再加上某些充电器里面的保护电路及控制电路设计不合理，兼容性差，容易充坏手机或减短手机及电池的使用寿命，使得现有手机太阳能充电很难进行推广应用。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供了一种便携式手机太阳能充电器，合理设计充电器的保护电路及控制电路，兼容性好，便于给手机充电。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种便携式手机太阳能充电器，其包括充电管理系统、锂电池、电池电量指示系统、升压电路系统和太阳能电池板；所述太阳能电池板电连接有电源插头；所述充电管理系统设有与太阳能电池板的电源插头相适配的电源插座pwr2.5；所述充电管理系统、锂电池和升压电路系统依次电连接，所述锂电池还与电池电量指示系统电连接；

所述电池电量指示系统包括运算放大器、至少两个以上的led灯；所述运算放大器的输入端与锂电池电连接，所述运算放大器的输出端分别与led灯电连接；

所述升压电路系统包括升压转换芯片、电感器l1、二极管d7、mos管ao3418、双刀双掷开关和usb输出端口；所述升压转换芯片的电源端与锂电池的正端电连接，所述升压转换芯片的输出端与mos管ao3418的栅极电连接；所述电感器l1的一端与锂电池的正端电连接，另一端与二极管d7的正极电连接；所述双刀双掷开关一端与二极管d7的负极电连接，另一端与usb输出端口电连接；所述mos管ao3418的源极与二极管d7的负极电连接。

升压电路系统使用的mos管ao3418，适用于低压负载电路，起开关保护作用；使用二极管d7，可以保护元器件不被感应打压击穿或者烧毁；使用电感器l1，可以维持电流在一个稳定的范围内。

进一步，所述电池电量指示系统所述电池电量指示系统主要由单电源四路运算放大器lm324和4个led灯组成，其中，每一路的运算放大器的反相输入端与锂电池电连接，同相输入端和正电源端均分别与升压电路系统的输出vcc电压端电连接，输出端与相对应的led灯的输出端电连接，负电源端接地；led灯的输入端与升压电路系统的输出vcc电压端电连接。

进一步，所述单电源四路运算放大器lm324的每一路运算放大器中还设有电阻ⅰ、电阻ⅱ和电阻ⅲ；所述的电阻ⅰ串联在运算放大器的输出端与相对应的led灯的输出端之间；所述的电阻ⅱ串联在运算放大器的同相输入端与升压电路系统的输出vcc电压端之间；所述的电阻ⅲ的一端与运算放大器的同相输入端电连接，另一端接地。

进一步，所述升压转换芯片为pt1301；所述锂电池的正端的第一端与电阻r17连接，第二端与电感器l1连接；所述电阻r17的另一端连接两条支路，一条支路与pt1301的引脚5连接，另一条支路依次通过电阻r18和电阻r21接地，所述电阻r21的两端并联连接电容c6，所述电阻r18和电阻r21的连接点与pt1301的引脚1连接；所述电感器l1的另一端连接两条支路，一条支路与mos管ao3418的漏极连接，另一条支路与二极管d7连接；所述二极管d7的另一端连接两条支路，一条支路通过电阻r19与pt1301的引脚6连接，另一条支路与双刀双掷开关的一端连接，所述双刀双掷开关的另一端连接输出vcc电压端；所述电阻r19的两端并联连接电容c5，所述电阻r19和与pt1301的引脚6的连接点通过电阻r20接地；所述二极管d7与双刀双掷开关的中间接点通过电容c4接地，所述二极管d7与双刀双掷开关的中间接点还通过极化电容c3接地；所述输出vcc电压端与usb输出端口连接；所述mos管ao3418的源级通过电阻r22接地，同时mos管ao3418与电阻r22的连接点与pt1301的引脚4连接，所述mos管ao3418的栅极与pt1301的引脚2连接；

所述pt1301的引脚1为使能端，ce低电平时pt1301关断，引脚2为输出引脚用于驱动外部功率管，引脚3为芯片地，引脚4为内部功率输出，引脚5为电源，引脚6为反馈输入。

进一步，所述充电管理系统设有锂电池充电管理芯片，用于为单节锂离子电池进行恒定电流/恒定电压的线性锂离子充电。

进一步所述锂电池充电管理芯片为tp4056；所述电源插座pwr2.5的电压输出端与电阻r1连接后第一端通过电容c1一端接地，第二端分别与tp4056的引脚4和引脚5连接，第三端通过led灯d4和电阻r8一端与tp4056的引脚7连接，第四端通过led灯d3和电阻r89一端与tp4056的引脚6连接；所述tp4056的引脚1和引脚3分别接地，所述tp4056的引脚2通过电阻r12接地，所述tp4056的引脚5的第一端通过电容c2接地，第二端与锂电池的正端连接；

所述tp4056的引脚1为电池温度检查输入端，引脚2为恒流充电设定和充电电流检测脚，引脚3为电源地，引脚4为正极电压输入端，引脚5为锂离子电池连接端，引脚6为锂离子电池完成充电显示端，引脚7为漏极开路输出的充电状态指示端，引脚8为芯片始能输入端。

进一步，所述锂电池的正端的第一端与电阻r17的中间接点分别通过若干个并联的电容接地，所述电容c4的两端还分别并联连接若干个电容；所述单电源四路运算放大器lm324的每一路运算放大器的正电源端与升压电路系统的输出vcc电压端的中间接点分别通过若干个并联的电容接地。

进一步，所述输出vcc电压端与usb输出端口的管脚1连接，所述usb输出端口的管脚4接地。

上述便携式手机太阳能充电器的工作原理如下：

将太阳能电池板的电源插头与充电管理系统的电源插座连通，利用太阳能电池板将光能转化为电能，再通过tp4056充电管理电路将不稳定的太阳能电压转化为稳定的4.7v电压给锂电池充电，再通过由lm324和led灯组成的电池电量指示系统的分等级显示电路将锂电池电量实时显示出来，而由pt1301组成的升压电路系统通过把锂电池的电压升压到稳定5v电压，并且通过usb输出端口给手机进行充电。

本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：

1.本发明所述的便携式手机太阳能充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过电压变换电路处理后，由充电电路为负载供电，其中锂电池不采用全过程恒流充电方式，而是采取开始恒流快速充电，待电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，有利于保存电池容量。在充电过程中采用led指示，同时系统中设计有完备的过流过压保护，避免因电池过度充电而损坏，并且充电器采用模块式结构和usb接口，可对市场上的大部分手机、mp3、mp4、摄像机等多种数码产品进行充电。

2.本发明采用tp4056、pt1301、lm324等芯片控制，电路简单，使用方便，成本低，性能稳定，输出误差小，转化效率高。采用lm324芯片与led灯共同设计电池电量指示系统，可以显示电池电量在0%-25%、25%-50%、50%-75%、75%-100%的四个等级范围。

附图说明

图1是实施例1所述的充电管理系统的电路图。

图2是实施例1所述的电池电量指示系统的电路图。

图3是实施例1所述的升压电路系统的电路图。

图4是实施例2所述的便携式手机太阳能充电器的电路图。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。下列实施例中未注明的具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1：

一种便携式手机太阳能充电器，其包括充电管理系统、型号为18650的锂电池、电池电量指示系统、升压电路系统、尺寸为165cm×165cm的多晶硅的太阳能电池板；所述太阳能电池板电连接有电源插头，所述充电管理系统设有与太阳能电池板的电源插头相适配的电源插座pwr2.5；所述充电管理系统、锂电池和升压电路系统依次电连接，所述锂电池还与电池电量指示系统电连接；

所述充电管理系统设有锂电池充电管理芯片，用于为单节锂离子电池进行恒定电流/恒定电压的线性锂离子充电；所述锂电池充电管理芯片为采用8引脚sop-pp封装的tp4056；所述电源插座pwr2.5的电压输出端与电阻r1连接后第一端通过电容c1一端接地，第二端分别与tp4056的引脚4和引脚5连接，第三端通过led灯d4和电阻r8一端与tp4056的引脚7连接，第四端通过led灯d3和电阻r89一端与tp4056的引脚6连接；所述tp4056的引脚1和引脚3分别接地，所述tp4056的引脚2通过电阻r12接地，所述tp4056的引脚5的第一端通过电容c2接地，第二端与锂电池的正端连接；所述tp4056的引脚1为电池温度检查输入端，引脚2为恒流充电设定和充电电流检测脚，引脚3为电源地，引脚4为正极电压输入端，引脚5为锂离子电池连接端，引脚6为锂离子电池完成充电显示端，引脚7为漏极开路输出的充电状态指示端，引脚8为芯片始能输入端；

所述电池电量指示系统包括单电源四路运算放大器lm324、led灯d1、led灯d2、led灯d5、led灯d6，所述lm324的反相输入端与锂电池电连接，所述lm324的输出端分别与led灯d1、led灯d2、led灯d5、led灯d6电连接；所述lm324的引脚2、引脚6、引脚9和引脚13分别与锂电池的正端连接，所述lm324的引脚11接地，所述lm324的引脚4与输出vcc电压端连接；所述lm324的引脚1依次通过电阻r2和led灯d1与输出vcc电压连接，所述lm324的引脚7依次通过电阻r3和led灯d2与输出vcc电压端连接，所述lm324的引脚8依次通过电阻r10和led灯d5与输出vcc电压端连接，所述lm324的引脚14依次通过电阻r11和led灯d6与输出vcc电压端连接；所述输出vcc电压端分别连接电阻r4、电阻r5、电阻r13和电阻r14；电阻r4的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚3连接，另一条支路通过电阻r6接地；电阻r5的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚5连接，另一条支路通过电阻r7接地；电阻r13的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚10连接，另一条支路通过电阻15接地；电阻r14的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚12连接，另一条支路通过电阻r16接地；所述lm324的引脚1、引脚8、引脚7和引脚14为输出端，引脚2、引脚6、引脚9和引脚13为反相输入端，引脚3、引脚5、引脚10和引脚12为正相输入端，引脚4为输入电压正极，引脚11为芯片地；

所述升压电路系统包括升压转换芯片、电感器l1、二极管d7、mos管ao3418、双刀双掷开关，usb输出端口；所述升压转换芯片的电源端与锂电池的正端电连接，所述升压转换芯片的输出端与mos管ao3418的栅极电连接；所述电感器l1的一端与锂电池的正端电连接，另一端与二极管d7的正极电连接；所述双刀双掷开关一端与二极管d7的负极电连接，另一端与usb输出端口电连接；所述mos管ao3418的源极与二极管d7的负极电连接；所述升压转换芯片为采用sot-23-6封装形式的pt1301；所述锂电池的正端的第一端与电阻r17连接，第二端与电感器l1连接；所述电阻r17的另一端连接两条支路，一条支路与pt1301的引脚5连接，另一条支路依次通过电阻r18和电阻r21接地，所述电阻r21的两端并联连接电容c6，所述电阻r18和电阻r21的连接点与pt1301的引脚1连接；所述电感器l1的另一端连接两条支路，一条支路与mos管ao3418的漏极连接，另一条支路与二极管d7连接；所述二极管d7的另一端连接两条支路，一条支路通过电阻r19与pt1301的引脚6连接，另一条支路与双刀双掷开关的一端连接，所述双刀双掷开关的另一端连接输出vcc电压端；所述电阻r19的两端并联连接电容c5，所述电阻r19和与pt1301的引脚6的连接点通过电阻r20接地；所述二极管d7与双刀双掷开关的中间接点通过电容c4接地，所述二极管d7与双刀双掷开关的中间接点还通过极化电容c3接地；所述输出vcc电压端与usb输出端口连接；所述mos管ao3418的源级通过电阻r22接地，同时mos管ao3418与电阻r22的连接点与pt1301的引脚4连接，所述mos管ao3418的栅极与pt1301的引脚2连接；所述pt1301的引脚1为使能端，ce低电平时pt1301关断，引脚2为输出引脚用于驱动外部功率管，引脚3为芯片地，引脚4为内部功率输出，引脚5为电源，引脚6为反馈输入；

所述输出vcc电压端与usb输出端口的管脚1连接，所述usb输出端口的管脚4接地。

实施例2：

一种便携式手机太阳能充电器，其包括充电管理系统、型号为18650的锂电池、电池电量指示系统、升压电路系统、太阳能电池板；所述太阳能电池板电连接有电源插头，所述充电管理系统设有与太阳能电池板的电源插头相适配的电源插座pwr2.5；所述充电管理系统、锂电池和升压电路系统依次电连接，所述锂电池还与电池电量指示系统电连接；

所述充电管理系统设有锂电池充电管理芯片，用于为单节锂离子电池进行恒定电流/恒定电压的线性锂离子充电；所述锂电池充电管理芯片为采用8引脚sop-pp封装的tp4056；所述电源插座pwr2.5的电压输出端与电阻r1连接后第一端通过电容c1一端接地，第二端分别与tp4056的引脚4和引脚5连接，第三端通过led灯d4和电阻r8一端与tp4056的引脚7连接，第四端通过led灯d3和电阻r89一端与tp4056的引脚6连接；所述tp4056的引脚1和引脚3分别接地，所述tp4056的引脚2通过电阻r12接地，所述tp4056的引脚5的第一端通过电容c2接地，第二端与锂电池的正端连接；所述tp4056的引脚1为电池温度检查输入端，引脚2为恒流充电设定和充电电流检测脚，引脚3为电源地，引脚4为正极电压输入端，引脚5为锂离子电池连接端，引脚6为锂离子电池完成充电显示端，引脚7为漏极开路输出的充电状态指示端，引脚8为芯片始能输入端；

所述电池电量指示系统包括单电源四路运算放大器lm324、led灯d1、led灯d2、led灯d5、led灯d6，所述lm324的反相输入端与锂电池电连接，所述lm324的输出端分别与led灯d1、led灯d2、led灯d5、led灯d6电连接；所述lm324的引脚2、引脚6、引脚9和引脚13分别与锂电池的正端连接，所述lm324的引脚11接地，所述lm324的引脚4与输出vcc电压端连接；所述lm324的引脚1依次通过电阻r2和led灯d1与输出vcc电压连接，所述lm324的引脚7依次通过电阻r3和led灯d2与输出vcc电压端连接，所述lm324的引脚8依次通过电阻r10和led灯d5与输出vcc电压端连接，所述lm324的引脚14依次通过电阻r11和led灯d6与输出vcc电压端连接；所述输出vcc电压端分别连接电阻r4、电阻r5、电阻r13和电阻r14；电阻r4的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚3连接，另一条支路通过电阻r6接地；电阻r5的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚5连接，另一条支路通过电阻r7接地；电阻r13的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚10连接，另一条支路通过电阻15接地；电阻r14的另一端连接两条支路，一条支路与lm324的引脚12连接，另一条支路通过电阻r16接地；所述lm324的引脚1、引脚8、引脚7和引脚14为输出端，引脚2、引脚6、引脚9和引脚13为反相输入端，引脚3、引脚5、引脚10和引脚12为正相输入端，引脚4为输入电压正极，引脚11为芯片地；

所述升压电路系统包括升压转换芯片、电感器l1、二极管d7、mos管ao3418、双刀双掷开关，usb输出端口；所述升压转换芯片的电源端与锂电池的正端电连接，所述升压转换芯片的输出端与mos管ao3418的栅极电连接；所述电感器l1的一端与锂电池的正端电连接，另一端与二极管d7的正极电连接；所述双刀双掷开关一端与二极管d7的负极电连接，另一端与usb输出端口电连接；所述mos管ao3418的源极与二极管d7的负极电连接；所述升压转换芯片为采用sot-23-6封装形式的pt1301；所述锂电池的正端的第一端与电阻r17连接，第二端与电感器l1连接；所述电阻r17的另一端连接两条支路，一条支路与pt1301的引脚5连接，另一条支路依次通过电阻r18和电阻r21接地，所述电阻r21的两端并联连接电容c6，所述电阻r18和电阻r21的连接点与pt1301的引脚1连接；所述电感器l1的另一端连接两条支路，一条支路与mos管ao3418的漏极连接，另一条支路与二极管d7连接；所述二极管d7的另一端连接两条支路，一条支路通过电阻r19与pt1301的引脚6连接，另一条支路与双刀双掷开关的一端连接，所述双刀双掷开关的另一端连接输出vcc电压端；所述电阻r19的两端并联连接电容c5，所述电阻r19和与pt1301的引脚6的连接点通过电阻r20接地；所述二极管d7与双刀双掷开关的中间接点通过电容c4接地，所述二极管d7与双刀双掷开关的中间接点还通过极化电容c3接地；所述输出vcc电压端与usb输出端口连接；所述mos管ao3418的源级通过电阻r22接地，同时mos管ao3418与电阻r22的连接点与pt1301的引脚4连接，所述mos管ao3418的栅极与pt1301的引脚2连接；所述pt1301的引脚1为使能端，ce低电平时pt1301关断，引脚2为输出引脚用于驱动外部功率管，引脚3为芯片地，引脚4为内部功率输出，引脚5为电源，引脚6为反馈输入；

所述输出vcc电压端与usb输出端口的管脚1连接，所述usb输出端口的管脚4接地；

所述锂电池的正端的第一端与电阻r17的中间接点分别通过5个并联的106电容接地，所述电容c4的两端还分别并联连接3个106电容；所述lm324的引脚4与输出vcc电压端的中间接点分别通过2个并联的106电容接地。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。