一种太阳能式户外电源及其充放电系统的制作方法

本发明涉及户外电源技术领域，具体涉及一种太阳能式户外电源及其充放电系统。

背景技术：

太阳已存在几十亿甚至上百亿年，所以太阳能可以被看成是一种取之不尽、用之不竭的能源。太阳能不仅数量巨大，而且免费供应，在当前能源资源日趋短缺、全球环境严重恶化的情况下，太阳能的开发利用受到了世界上众多国家的重视，太阳能至少可提供全世界约1/3的用电量。

目前，市场上已经出现比较多的太阳能电力设备，比如太阳能路灯，通过将太阳能转变为电能，用于为夜间照明；还比如共享单车，通过前端车栏底部的太阳能板，为单车定位系统的提供稳定的电力支持，随着大众对健康生活方式越来越热烈的追求，这种功能简单并利用太阳能给固定设备提供电源的装置，越来越不能满足大众的需求。

户外电源作为专业的储能设备，适用于自驾旅行、露营、户外小型音乐派对、家庭应急用电等场景，其兼容多种供电输出，如5-12v的usb供电、dc5-12v圆孔充电以及ac220v的交流供电；但现有户外电源在充电时，多采用市电配合充电器模式为其充电，还有极少数利用面积较大的可折叠光伏板为其充电，但上述情况往往不能达到实时充电的目的，且在外出使用时极其不方便，更影响现在人们居住楼的室内占地面积，得不到人民的喜爱，用之不竭的太阳能也不能与户外电源良好配合，实现节约用电的目的。

技术实现要素：

本发明目的就是针对现有技术中的不足，提供一种太阳能式户外电源及其充放电系统，使得户外电源能够与太阳能巧妙结合，将太阳能实时转变为户外电源的储备电能，降低占地面积，并达到节约用电的目的。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种太阳能式户外电源，包括壳体和魔方插座，所述壳体包括外侧钢化玻璃和提手，所述提手设置于壳体上端面的外侧钢化玻璃上，所述壳体的上端面、左端面、右端面、前端面及后端面均贴合有太阳能板，所述太阳能板需贴合于壳体的外侧钢化玻璃的内侧面，所述壳体内部设置有具备充放电功能的锂电池及充放电管理电路，所述壳体的前端面还设置有充放电插座，所述充放电插座包括充电插孔及魔方插座外接插孔，所述魔方插座通过接头线与魔方插座外接插孔相连接。

优选的，所述壳体相邻两侧面上的外侧钢化玻璃之间通过玻璃密封胶进行密封固定贴合，所述提手与壳体的外侧钢化玻璃的上端面通过双组份胶进行粘结固定。

优选的，所述外侧钢化玻璃的透光率需达到91％以上，所述外侧钢化玻璃需作超白钢化处理。

优选的，所述钢化玻璃与太阳能板之间通过无影胶相贴合。

优选的，所述魔方插座上设置有dc5v-12v、ac220v及usb5v-12v的插口。

优选的，所述锂电池为电压12v-16.8v的四串镍钴锰酸锂电芯，所述户外电源的输出功率最大为120w。

优选的，所述充放电管理电路中设置有谐振桥、整流桥、变压器和逆变器。

一种太阳能式户外电源所使用的充放电系统，包括太阳能充电系统、魔方插座送电系统以及电力转换系统，所述太阳能充电系统包括太阳能板、锂电池及充放电控制电路，所述太阳能板通过充放电控制电路将转换的电能传输至锂电池中，所述电力转换系统包括升压电路、整流电路、逆变桥pwm调制电路以及滤波电路，所述魔方插座送电系统包括魔方插座及充放电插座，所述锂电池通过充放电控制电路、升压电路、整流电路、逆变桥pwm调制电路以及滤波电路与充放电插座相连接，所述充放电插座通过接头线为魔方插座提供电力输出。

优选的，所述魔方插座的总输出功率不超过120w。

优选的，所述魔方插座内设置有ac220v交流电转dc5-12v直流变压电路，所述魔方插座可提供dc5-12v的直流输出以及ac220v的交流电输出。

本发明的有益效果：

1、本发明的户外电源在除了壳体底面的位置上均布设有太阳能板，使得本户外电源在任何位置均能保障有阳光照射于太阳能板上，从而达到实时为户外电源充电的目的，且本发明的户外电源不需额外的折叠式或收纳式光伏板为其充电，只需在户外电源的电力用完或使用后，将其随手丢掷在家庭中有阳光直射的位置处，便可完成充电过程，且体积较小，不占用家庭占地面积，有效节约家庭充电电力，并且在户外使用时，在使用前，可将其丢掷在阳光下，继续为户外电源充电，提升户外电源在使用过程中的续航能力；

2、本发明的户外电源还设置有外接的充电插孔，在日常户外运动中，由于计划行程的突然改变，在使用太阳能未充满电的时候，还可外接充电器进行快速充电的需要，满足人民日常娱乐需求。

附图说明

图1为本发明户外电源的装置结构示意图；

图2为本发明户外电源壳体的剖面结构示意图；

图3a为本发明户外电源充放电管理电路的电路结构示意图；

图3b为本发明充放电管理电路芯片u2的内部电路结构原理图；

图3c为本发明充放电管理电路芯片u2的引脚结构原理图；

图4为本发明的充放电控制电路的电路结构示意图。

图中：1、外侧钢化玻璃；2、提手；3、太阳能板；4、充电插孔；5、魔方插座外接插孔；6、接头线；7、魔方插座；8、无影胶。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1：

如图1至图4所示，一种太阳能式户外电源，包括壳体和魔方插座，户外电源的壳体则包括外侧钢化玻璃和提手，首先将提手设置于壳体上端面的外侧钢化玻璃上，由于户外电源在放置过程中，底面会时常接触底面，且不会受到阳光的照射，并且在节约太阳能板成本的基础上，故在壳体的上端面、左端面、右端面、前端面及后端面五个面上进行太阳能板的贴合，由于太阳能板材质问题，且不能受到损坏及磕碰，故太阳能板需贴合于壳体的外侧钢化玻璃的内侧面，通过外侧钢化玻璃起到对太阳能板的保护作用，而又由于户外电源的壳体六个面均是由外侧钢化玻璃组成，玻璃与玻璃之间不能通过螺丝进行固定，所以在每相邻的两侧面上的外侧钢化玻璃之间通过玻璃密封胶进行密封固定贴合，还可起到良好的防水作用，所采用的提手一般为塑料或金属制品，故提手与壳体的外侧钢化玻璃的上端面之间也需要通过胶水进行粘结固定，此处优选为双组份胶；而太阳能板与钢化玻璃的结合，两者之间通过无影胶相贴合，无影胶多使用在led显示屏的各层之间玻璃的贴合，故其具备良好的透光性，可以降低太阳光穿过钢化玻璃和胶层后的损失，所采用的外侧钢化玻璃也需要经过特殊处理和选择，首选透光率达到91％以上的钢化玻璃，且还需作超白钢化处理，防止太阳能板在接受阳光照射时的光能损耗。

本发明在壳体内部设置有具备充放电功能的锂电池以及充放电管理电路，由于太阳能板在接受阳光照射时，产生的充电电压会出现波动性，且在锂电池输出电压过程中，过放也会导致锂电池的损坏，所以本发明的充放电管理电路中集成有谐振桥、整流桥、变压器和逆变器等电路器件，利用充放电管理电路维持电压的平衡，并且防止对内部锂电池出现过充过放的现象，锂电池设计为电压12v-16.8v的四串镍钴锰酸锂电芯，电源整体的输出功率最大为120w。

壳体前端面的外侧钢化玻璃上还设置有充放电插座，充放电插座内包括充电插孔及魔方插座外接插孔，魔方插座可通过接头线与魔方插座外接插孔相连接用于为各种用电器设备提供电力，魔方插座上设置有dc5v-12v、ac220v及usb5v-12v的插口，满足各种用电需求，由于户外电源具备使用便捷的优势，在计划有变，需要迫切使用户外电源时，还可利用充电器与充电插口连接，快速为户外电源补充电能。

特别的，为更好的理解本发明，作进一步的技术解释：

由于本发明的户外电源采用太阳能板为其充电，市面上的太阳能板的功率大约在每平方米100-150w左右，由于本发明户外电源的体积受限，需限制输出功率最大为120w，故本发明户外电源的体积可设计为0.5m*0.5m*0.3m，除去底面的太阳能板，整体所用太阳能板的大致面积为0.95m²，而由于太阳无法全部射于太阳能板上，所以功率输出不能过大，以免起到相反效果。

将太阳能板通过充放电管理电路与锂电池串联，便构成了户外电源的太阳能充电电路，便可实时为内部锂电池进行充放电操作。

实施例2：

如图3a至图4所示，利用上述实施例1所打造的太阳能式户外电源，其所使用的充放电系统，包括太阳能充电系统、魔方插座送电系统以及电力转换系统，其中，太阳能充电系统包括太阳能板、锂电池及充放电控制电路，太阳能板能够通过充放电控制电路将转换的电能传输至锂电池中，而在传输过程中，可利用图3a至图3c所使用的保护电路为锂电池的充放电进行保护，其中，芯片u1采用s-8261d系列主控ic芯片，u2采用8205a系列mos管类开关，主要负责对电池的电压进行稳压功能，防止在充电或放电过程中出现的电压不稳损坏电芯的情况发生，所采用的电力转换系统包括升压电路、整流电路、逆变桥pwm调制电路以及滤波电路，电力转换系统的电路原理结构图可参考附图4，采用的魔方插座送电系统包括魔方插座及充放电插座，锂电池通过充放电控制电路、升压电路、整流电路、逆变桥pwm调制电路以及滤波电路与充放电插座相连接，充放电插座通过接头线为魔方插座提供电力输出。

特别的，可在魔方插座内设置ac220v交流电转dc5-12v直流变压电路，使魔方插座提供dc5-12v的直流输出以及ac220v的交流电输出，具体的变压电路可与市面上的普通手机或电子设备的适配器种类保持一致。

上述图4的变压电路，先由锂电池提供低压直流，后通过谐振桥的开关管变成高频方波，再通过变压器升压到峰值450v，然后整流成450v直流电压，再经过逆变桥pwm调制成高频方波，此pwm是以50hz正弦波为调制波，25k锯齿波为载波的波形，经过逆变桥后再通过lc结构滤掉高频部分，得到50hz的信号，而后经过变压器将其变为220v交流电压。

本发明的户外电源在使用前，可将其随意丢掷在阳光充足区域进行充电过程，户外活动时，将其丢在太阳下暴晒补偿电能，使用时便可直接由魔方插座供电为其它设备提供简易电能，本发明目的主要是提供一种可不使用市电的小型户外电源，起到节约用电的目的。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。