一种付费供电控制系统的制作方法

本实用新型涉及供电装置技术领域，特别涉及一种付费供电控制系

背景技术：

随着石化能源的逐渐枯竭，以及国家对清洁能源的迫切需求，太阳能因其所具有的清洁、高效等优点已经成为一种被广泛应用的新型能源。目前，太阳能供电系统的主要销售或使用模式为用户一次性付费购买全套系统而后使用，如带太阳能充电功能的电器等，由于用户在购买时需要支付全部的费用，用户购买成本大，而且在对电池充电时，需要将太阳能组件至于有太阳光的地方，也会对此类产品的推广应用造成极大地限制，因此有必要研究一种能利用太阳能充电的付费供电控制系统。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种付费供电控制系统，能利用太阳能供电模块对蓄电池模块充电，在收到付费码时，以负载充电。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

一种付费供电控制系统，包括太阳能供电模块、蓄电池模块、电源输出接口、中央控制模块、充放电控制模块和付费码拾取模块，所述充放电控制模块接收中央控制模块的充电指令控制太阳能供电模块对蓄电池模块充电；当付费码拾取模块拾取到的付费码信息时，将付费码信息发送给中央控制模块，由中央控制模块控制充放电控制模块控制蓄电池模块放电，并通过电源输出接口对终端负载充电。

所述的付费供电控制系统中，所述充放电控制模块包括第一MOS管、第二MOS管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一MOS管的漏极连接第二MOS管的漏极和第三二极管的负极、也通过第一电感连接蓄电池模块的正极，第一MOS管的栅极连接第二三极管的发射极、第二MOS管的栅极和第一二极管的正极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的源极、第二二极管的负极和第二三极管的集电极、也通过第四电阻连接第三三极管的集电极、第二三极管的基极和第一二极管的负极，第三三极管的基极通过第五电阻连接中央控制模块、也通过第六电阻接地，第三三极管的发射极接地，第二二极管的正极连接太阳能供电模块、也通过第一电阻连接第一三极管的基极、还通过第三电阻连接第一三极管的集电极，第一三极管的基极通过第二电阻接地，第一三极管的发射极接地。

所述的付费供电控制系统中，所述充放电控制模块还包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第一电容，所述第七电阻的一端连接第二二极管的正极和太阳能供电模块，第七电阻的另一端通过第八电阻连接中央控制模块和第一电容的一端、也通过第九电阻接地，第一电容的另一端接地。

所述的付费供电控制系统中，所述电源输出接口包括USB电源输出单元和DC电源输出单元，USB电源输出单元的一端和DC电源输出单元的一端均连接中央控制模块，USB电源输出单元的另一端和DC电源输出单元的另一端均连接太阳能供电模块。

所述的付费供电控制系统中，所述USB电源输出单元包括USB输出口、电源芯片、第二电感、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容、第三电容和第四电容，所述电源芯片的第2脚连接蓄电池模块的正极、也通过第三电容接地，所述电源芯片的第1脚连接通过第二电容连接电源芯片的第3脚和第二电感的一端，所述电源芯片的第8脚通过第四电容接地，电源芯片的第7脚通过第十二电阻连接中央控制模块，电源芯片的第5脚通过第十电阻连接第二电感的另一端和USB输出口的第1脚和第5脚、也通过第十一电阻接地。

所述的付费供电控制系统中，所述DC电源输出单元包括若干DC输出口、第三MOS管、第四三极管、第五三极管、第四二极管、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻和第十九电阻，所述第四三极管的基极通过第十三电阻连接中央控制模块、也通过第十四电阻接地，所述第四三极管的集电极通过第十六电阻连接第五三极管的基极，第四三极管的发射极接地，所述第五三极管的基极还通过第十五电阻连接蓄电池模块的正极，第五三极管的集电极连接蓄电池模块的正极和第四二极管的正极，第四二极管的负极连接各DC输出口的第1脚，所述第三MOS管的栅极通过第十七电阻连接中央控制模块、也通过第十八电阻接地，第三MOS管的源极接地，也通过第十九电阻连接中央控制模块，第三MOS管的漏极连接各DC输出口的第2脚和第3脚。

所述的付费供电控制系统中，所述DC电源输出单元还包括第二十电阻、第二十一电阻和第二十二电阻，所述第二十电阻的一端连接第五三极管的集电极，第二十电阻的另一端通过第二十一电阻连接蓄电池模块的正极、也第二十二电阻接地。

所述的付费供电控制系统中，所述第四三极管为NPN三极管，第五三极管为PNP三极管。

所述的付费供电控制系统中，所述中央控制模块包括控制芯片、第一位移缓存器和第二位移缓存器，所述控制芯片的P0.5脚连接第一位移缓存器的SHFT脚和第二位移缓存器的SHFT脚，所述控制芯片的P0.6脚连接第一位移缓存器的A脚，所述控制芯片的P0.7脚连接第一位移缓存器的LATH脚和第二位移缓存器的LATH脚，第一位移缓存器的SQH脚和第二位移缓存器的A脚，控制芯片的P0.4脚连接第十三电阻的一端，控制芯片的P5.3脚连接第八电阻的一端，控制芯片的P1.2脚连接第五电阻的一端，控制芯片的P1.5脚连接第二十一电阻的一端和蓄电池模块的正极，控制芯片的P3.0脚连接第十九电阻的一端，控制芯片的P3.5脚连接第十七电阻的一端，控制芯片的P3.2脚连接第一三极管的集电极，控制芯片的P5.4脚连接第十二电阻的一端。

所述的付费供电控制系统，还包括用于显示充电电量和付费信息的显示屏，所述显示屏与中央控制模块连接。

相较于现有技术，本实用新型提供的付费供电控制系统，包括太阳能供电模块、蓄电池模块、电源输出接口、中央控制模块、充放电控制模块和付费码拾取模块，所述充放电控制模块接收中央控制模块的充电指令控制太阳能供电模块对蓄电池模块充电；当付费码拾取模块拾取到的付费码信息时，将付费码信息发送给中央控制模块，由中央控制模块控制充放电控制模块控制蓄电池模块放电，并通过电源输出接口对终端负载充电。本实用新型可根据用户的支付方式获得付费供电控制系统的使用密码，根据用户购买的充电时间，控制蓄电池模块进行放电来给待充电产品(如灯具、手机、电视、风扇等等)充电；由于太阳能供电模块可采用主要由太阳能板构成的直流电源，既可增强整个系统节能环保的特点，又能增强系统应用场所的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型提供的付费供电控制系统的结构框图。

图2为本实用新型提供的付费供电控制系统中充放电控制模块的电路原理图。

图3为本实用新型提供的付费供电控制系统中USB电源输出单元的电路原理图。

图4为本实用新型提供的付费供电控制系统中DC电源输出单元的电路原理图。

图5为本实用新型提供的付费供电控制系统的中央控制模块的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型的一种付费供电控制系统，可通过手机支付、现金支付等等方式获得整个付费供电控制系统的使用密码(即：付费码，其可由系统的识别ID号、充值时间等相关信息加密产生，此为现有技术，也不是本实用新型的改进点，此处不作详述)，从而实现付费购买系统的使用时间，当付费码拾取模块向中央控制模块输入付费码，且中央控制模块对付费码验证成功后，用户可根据待充电产品的类型(如灯具、手机、电视、风扇等等)将其连接于USB输出口、DC输出口或照明灯具电源接口模块上，一旦连接后，即可根据用户购买用电的时间通过充放电控制模块控制蓄电池模块进行放电，以对待充电产品进行电量供给作业；由于太阳能供电模块可采用主要由太阳能板构成的直流电源，既可增强整个系统节能环保的特点，又能增强系统应用场所的灵活性；其系统结构简单、电源输出接口丰富，具有很强的实用价值和市场推广价值。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的付费供电控制系统，包括太阳能供电模块10、蓄电池模块20、电源输出接口30、中央控制模块40、充放电控制模块50和付费码拾取模块60，太阳能供电模块10的输入端连接充放电控制模块50，太阳能供电模块10的输出端连接蓄电池模块20，蓄电池模块20的正极连接充放电控制模的第一输出端，蓄电池模块20的负极连接电源输出接口30和地，所述充放电控制模块50的第一输出端连接充放电控制模的输入端，充放电控制模块50的第二、三输出端连接电源输出接口30，充放电控制模的第二输出端连接太阳能供电模块10，付费码拾取模块60连接中央控制模块40的输入端。

其中，中央控制模块40在付费供电控制系统中起核心控制作用，用于对太阳能供电模块10、蓄电池模块20、电源输出接口30、充放电控制模块50和付费码拾取模块60的功能进行控制。

太阳能供电模块10主要由太阳能板构成的直流电源，以充分利用清洁能源，达到节能环保的效果，其为现有技术此处不作详述。所述蓄电池模块20用于存储电量，其现样为现有技术此处不作详述。

所述充放电控制模块50受控于中央控制模块40以控制太阳能供电模块10对蓄电池模块20进行充电或控制蓄电池模块20进行放电，给负载终端(如灯具、手机、电视、风扇等等)进行供电。

付费码拾取模块60主要用于将拾取到的付费码信息发送给中央控制模块40，以供中央控制模块40在对付费码验证成功后控制充放电控制模块50作充放电转换控制动作，同时其连接于中央控制模块40的通信端口，由于其与共享充电桩等付费码获取方式相同，此处不作详述。

本实用新型由所述充放电控制模块50接收中央控制模块40的充电指令控制太阳能供电模块10对蓄电池模块20充电；当付费码拾取模块60拾取到的付费码信息时，将付费码信息发送给中央控制模块40，由中央控制模块40控制充放电控制模块50控制蓄电池模块20放电，并通过电源输出接口30对终端负载充电。本实用新型可根据用户的支付方式获得付费供电控制系统的使用密码，根据用户购买的充电时间，控制蓄电池模块20进行放电来给待充电产品(如灯具、手机、电视、风扇等等)充电；由于太阳能供电模块10可采用主要由太阳能板构成的直流电源，既可增强整个系统节能环保的特点，又能增强系统应用场所的灵活性。

请一并参阅图2，本实用新型的付费供电控制系统中，所述充放电控制模块50包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。

所述第一MOS管M1和第二MOS管M2采用P沟道MOS管，如采用EMB09P03H型MOS管，当其栅极为低电平时，MOS管导通。所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3均采用NPN三极管，当其基极为高电平时，三极管导通。第三二极管D3为稳压二极管。

所述第一MOS管M1的漏极连接第二MOS管M2的漏极和第三二极管D3的负极、也通过第一电感L1连接蓄电池模块20的正极，第一MOS管M1的栅极连接第二三极管Q2的发射极、第二MOS管M2的栅极和第一二极管D1的正极，第一MOS管M1的源极连接第二MOS管M2的源极、第二二极管D2的负极和第二三极管Q2的集电极、也通过第四电阻R4连接第三三极管Q3的集电极、第二三极管Q2的基极和第一二极管D1的负极，第三三极管Q3的基极通过第五电阻R5连接中央控制模块40、也通过第六电阻R6接地，第三三极管Q3的发射极接地，第二二极管D2的正极连接太阳能供电模块10、也通过第一电阻R1连接第一三极管Q1的基极、还通过第三电阻R3连接第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的基极通过第二电阻R2接地，第一三极管Q1的发射极接地。

充电时第一三极管Q1、第一MOS管M1、第二MOS管M2导通，太阳能供电模块10输出的直流电经第二二极管D2、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电感L1对蓄电池模块20充电。当中央控制模块40接收到付费码拾取模块60拾取到的付费码信息时，中央控制模块40根据负载终端的接口类型输出BULB_EN信号或者USB_EN信号至电源输出接口30给负载终端充电。

请继续参阅图2，所述充放电控制模块50还包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第一电容C1，所述第七电阻R7的一端连接第二二极管D2的正极和太阳能供电模块10，第七电阻R7的另一端通过第八电阻R8连接中央控制模块40和第一电容C1的一端、也通过第九电阻R9接地，第一电容C1的另一端接地。第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9构成电压采样电路，在太阳能供电模块10给蓄电池模块20充电时，采样太阳能供电模块10输出的电压并反馈给中央控制模块40，根据采样电压控制太阳能供电模块10的充电电压和充电电流。

请继续参阅图1，所述电源输出接口30包括USB电源输出单元301和DC电源输出单元302，USB电源输出单元301的一端和DC电源输出单元302的一端均连接中央控制模块40，USB电源输出单元301的另一端和DC电源输出单元302的另一端均连接太阳能供电模块10。USB电源输出单元301主要用于与具有USB接口的负载终端设备连接以向此类设备输出电能，DC电源输出单元302主要用于与具有DC接口的终端设备连接以向此类设备输出电能

请一并参阅图1至图3，在本实用新型的付费供电控制系统中，所述USB电源输出单元301包括USB输出口USB1、电源芯片U1、第二电感L2、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4。

所述电源芯片U1采用型号为1482的电源芯片U1，所述电源芯片U1的第2脚连接蓄电池模块20的正极、也通过第三电容C3接地，所述电源芯片U1的第1脚连接通过第二电容C2连接电源芯片U1的第3脚和第二电感L2的一端，所述电源芯片U1的第8脚通过第四电容C4接地，电源芯片U1的第7脚通过第十二电阻R12连接中央控制模块40，电源芯片U1的第5脚通过第十电阻R10连接第二电感L2的另一端和USB输出口USB1的第1脚和第5脚、也通过第十一电阻R11接地。

当待充电负载终端的充电接口为USB接口需要充电时，电源芯片U1的第7脚接收到高电平的USB_EN信号时，电源芯片U1的第3脚输出电压和电流信号至USB输出口USB1对负载终端充电，同时由第十电阻R10和第十一电阻R11实时采样USB输出口USB1的电压反馈给电源芯片U1，实时调整电源芯片U1的输出电压和输出电流。

请一并参阅图4，本实用新型提供的付费供电控制系统中，所述DC电源输出单元302包括若干DC输出口、第三MOS管M3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第四二极管D4、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18和第十九电阻R19。所述第三MOS管M3采用N沟道场效应管，第四三极管Q4采用NPN三极管，第五三极管Q5采用PNP三极管。

所述第四三极管Q4的基极通过第十三电阻R13连接中央控制模块40、也通过第十四电阻R14接地，所述第四三极管Q4的集电极通过第十六电阻R16连接第五三极管Q5的基极，第四三极管Q4的发射极接地，所述第五三极管Q5的基极还通过第十五电阻R15连接蓄电池模块20的正极，第五三极管Q5的集电极连接蓄电池模块20的正极和第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极连接各DC输出口的第1脚，所述第三MOS管M3的栅极通过第十七电阻R17连接中央控制模块40、也通过第十八电阻R18接地，第三MOS管M3的源极接地，也通过第十九电阻R19连接中央控制模块40，第三MOS管M3的漏极连接各DC输出口的第2脚和第3脚。

当待充电负载终端的充电接口为DC接口需要充电时，中央控制模块40输出高电平的BULB_EN信号，使第三MOS管M3导通使DC输出接口输出充电电压和充电电流对负载终端充电。

请继续参阅图4，所述DC电源输出单元302还包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21和第二十二电阻R22，所述第二十电阻R20的一端连接第五三极管Q5的集电极，第二十电阻R20的另一端通过第二十一电阻R21连接蓄电池模块20的正极、也第二十二电阻R22接地。通过第二十电阻R20、第二十一电阻R21和第二十二电阻R22构成的采样电路采样DC输出接口的输出电压反馈给中央处理模块。

请一并参阅图5，所述中央控制模块40包括控制芯片U2、第一位移缓存器U3和第二位移缓存器U4，所述控制芯片U2的P0.5脚连接第一位移缓存器U3的SHFT脚和第二位移缓存器U4的SHFT脚，所述控制芯片U2的P0.6脚连接第一位移缓存器U3的A脚，所述控制芯片U2的P0.7脚连接第一位移缓存器U3的LATH脚和第二位移缓存器U4的LATH脚，第一位移缓存器U3的SQH脚和第二位移缓存器U4的A脚，控制芯片U2的P0.4脚连接第十三电阻R13的一端，控制芯片U2的P5.3脚连接第八电阻R8的一端，控制芯片U2的P1.2脚连接第五电阻R5的一端，控制芯片U2的P1.5脚连接第二十一电阻R21的一端和蓄电池模块20的正极，控制芯片U2的P3.0脚连接第十九电阻R19的一端，控制芯片U2的P3.5脚连接第十七电阻R17的一端，控制芯片U2的P3.2脚连接第一三极管Q1的集电极，控制芯片U2的P5.4脚连接第十二电阻R12的一端。

本实施例中，所述第一位移缓存器U3和第二位移缓存器U4并联接于控制芯片U2的数据输出端，所述控制芯片U2采用型号为Mini58ZDE型控制器，第一位移缓存器U3和第二位移缓存器U4可采用74HC595型的位移缓存器，由控制芯片U2对付费供电控制系统的功能进行控制。

请再次参阅图1，本实用新型的付费供电控制系统还包括用于显示充电电量和付费信息的显示屏70，所述显示屏70与中央控制模块40连接，用于显示付费信号及付费金额对应的充电时间。

进一步，本实用新型的付费供电控制系统还包括用于与上位机作通信连接的GSM模块和用于向控制器录入付费码的按键模块，所述GSM模块、按键模块与控制器相连。

综上所述，本实用新型可根据用户的经济状况和支付方式，以诸如手机支付、现金支付等等方式获得整个系统的使用密码(即：付费码，其可由系统的识别ID号、充值时间等相关信息加密产生)，从而实现付费购买系统的使用时间，并根据待充电产品的类型(如灯具、手机、电视、风扇等等)将其连接于USB输出接口和/或DC输出接口模块上，一旦负载终端连接后，中央控制模块即可开始按购买的使用时间进行计时并通过充放电控制模块控制蓄电池模块进行放电，从而对待充电产品进行电量供给作业；当用户购买时间截止时，中央控制模块则通过充放电控制模块切断蓄电池模块的放电路径，达到断电或者提示用户进行充值的效果；由于系统中的太阳能供电模块可采用主要由太阳能板构成的直流电源，不但可以增强整个系统节能环保的特点，而且增强了系统应用场所的灵活性，适合推广使用。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。