一种能量采集电源装置的制作方法

本实用新型涉及能量采集及电子技术领域，具体涉及一种能量采集电源装置。

背景技术：

随着物联网技术的发展，出现了各种小巧的、非常低功耗的电子产品和模块，维持其工作所需电流仅为毫安甚至微安级的电流。当前这样的电子产品和模块往往使用纽扣电池、干电池作为电源，而使用过的纽扣电池、干电池难回收、难处理，极易造成污染，由此，出现了基于能量采集的各种电源方式，如基于太阳能、风能、热能、电磁能、振动能等。检索相关资料，可以发现存在以下问题。

多种方式的能量采集组合，体积大，成本高，组装复杂。

为增大采集能量，能量板或外置、或折叠、或增加转向装置，使用不方便。

能量板安装固定不方便，需要特定的结构设计。

没有为小尺寸、低功耗的电子产品和模块提供的通用的能量采集电源装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能量采集电源装置。

本实用新型所采取的技术方案：包括壳体、能量转换单元、能量采集与控制单元、能量储存单元组成的能量采集电源装置。

所述壳体为透明壳体，材质为聚甲基丙烯酸甲酯、或聚碳酸酯、或玻璃；所述壳体为多面体、曲面体或多面体与曲面体的组合体；所述壳体的各个朝向面用于安装固定所述能量转换单元；所述壳体的未安装所述能量转换单元的面，用于喷涂、刻画、安装特定的色彩或图案；所述壳体在安装所述能量转换单元、所述能量采集与控制单元、所述能量储存单元之后，提供规格说明的空间，用于用户安装用户负载。

所述能量转换单元为光电发电板或热电发电板；所述光电发电板用于将环境光或太阳光能量转换为电能；所述热电发电板，用于将环境热能转换为电能；所述能量转换单元包含1至多块能量转换板，分别固定在所述壳体在各个方向的内壁上，用于从多个方向吸收能量。

所述能量采集与控制单元为能量管理的核心，包括最大能量跟踪调整、电压转换、充放电管理、开关及开关控制、过热保护、LED指示灯。

所述能量采集与控制单元的最大能量跟踪调整是使能量采集与控制单元的电路匹配能量转换板的最大能量输出点，以便高效提取能量；所述电压转换用于将所述能量转换单元输出的微弱电压提升到可以向所述能量储存单元充电的电压范围内；所述充放电管理用于检测所述能量储存单元的电压，保护储能器件，并维持能量采集与控制单元的输出电压在要求范围内；所述能量采集与控制单元的最大和最小输出电压、都可以通过电阻网络进行设置。

所述能量采集与控制单元的开关及开关控制、LED指示灯是指输出电压经一个串联的电子开关和机械开关后连接到输出连接器，在长时间不使用时，手工关闭机械开关，以完全断开与负载的连接；在能量采集与控制单元的输出电压下落到最小输出电压时，LED指示灯灭，电子开关断开与用户负载的连接，保护储能器件，避免过度放电；在重新充电到所述能量采集与控制单元的最小输出电压之上时，LED指示灯亮，电子开关接通。

所述能量采集与控制单元的过热保护，是在温度超过设定的温度点时，禁止充电；在温度低于设定的温度点时，恢复充电；所述温度点可以通过电阻网络进行设置。

所述能量储存单元为超级电容或可充电电池，用于储存所述能量采集与控制单元采集到的电能，并通过开关向负载提供电能。

所述能量采集与控制单元支持同时连接多块能量转换板，每块能量转换板在连接一个肖特基二极管后并联在一起，避免互相成为负载；所述能量采集与控制单元支持安装多种容量的所述能量存储单元。

所述能量采集与控制单元通过连接器或导线与用户负载连接，并一起固定在所述壳体内。

所述用户负载不是本实用新型的组成部分，但壳体内提供用户负载的安装空间。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的有益效果。

1、不需要转向机构，也无须折叠、结构简单，成本低、安装、固定方便。

2、有效利用壳体作为支撑，内壁多面安装能量转换板，能量吸收均匀。

3、作为用户负载的电子模块可作为底板安装固定在壳体内，与整个装置组成一个整体，外部无连接导线，整洁美观。

附图说明

图1是本实用新型的组成框图。

图2是本实用新型的一种结构示意图。

图3是本实用新型的一种结构俯视和侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实用新型的实施方式涉及一种能量采集电源装置，图1是本实施例的组成框图，图2是本实用新型的一种结构示意图，包括壳体1、能量转换单元2、能量采集与控制单元3、能量储存单元4、以及可能的用户负载5。

壳体1使用聚甲基丙烯酸甲酯（又称有机玻璃）制成，透光率超过90%，可使能量转换板能得到充足的外部光照。

能量转换单元2选择使用3块非晶硅太阳能电池板，可在弱光下也能将环境光能量转换为电能。

能量采集与控制单元3选择使用TI的BQ255xx能量采集芯片，使用电阻网络设置最大能量跟踪点、在能量转换单元2输出的电压为80mV时就可以进行能量采集；使用电阻网络设置最大输出电压为4V,最小输出电压为2.5V。

能量采集与控制单元3的输出电压经一个串联的PMOS电子开关和机械开关后连接到连接器，在长时间不使用时，手工关闭机械开关，以完全断开与负载的连接；在储能器件的电压低于2.5V时，LED指示灯灭，PMOS开关断开与负载的连接，保护储能器件，避免过度放电；在重新充电到高于2.5V时，LED指示灯亮时，PMOS开关接通。

能量采集与控制单元3内部还包括过热保护，在温度超过65℃时，电压转换及充电将被禁止，在温度低于65℃后，电压转换及充电将重新启动。

能量采集与控制单元3的输出电压范围设置为2.5-4V。

能量存储单元4选择使用1~10F的超级电容，用于储存转换的电能。

使用3块能量转换板固定在所述壳体的左、右、下的内壁，通过电源线与能量采集电路与控制单元3连接，上、前、后三面没有安装能量转换板，可以便于观察LED的状态；能量采集与控制单元3通过连接器与用户负载5连接，并一起固定在所述壳体内；连接器用于电源输出，用户负载5为负载；能量储存单元4焊接连接到能量采集与控制单元3上。

用户负载不是本实用新型的组成部分，但可以通过连接器与能量采集与控制单元3的输出连接，并固定在透明壳体内。

以上所述仅为本实用新型的一个实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。