一种太阳能发电支持的充电器

1.本实用新型属于消费电子充电器技术领域，具体地涉及一种太阳能充电器，尤其涉及一种太阳能发电支持的充电器。


背景技术：

2.当人们外出旅游或在外施工时，手机电量不足、充电电源欠缺、充电等待时间长等情况经常发生，手机充电需求频次又高，而室外太阳能资源丰富，可加以利用。通过太阳能发电与外部电源来提供电量来源，以满足在特殊条件下充电难的问题。
3.太阳能充电器能解决野外生活和作业的手机等数码产品充电需求。太阳能属于可再生清洁能源，该充电器契合当今社会节能减排的理念，具有一定的创新性和推广应用价值。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的在于提出一种太阳能发电支持的充电器，该装置利用新能源，借助太阳能电池板，经直流变换器电路进行直流电压变换后，并提供电池或负载输出接口，为电池、收集或相机等数码产品电池充电。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型实施例提出了一种太阳能发电支持的充电器，包括：一种太阳能发电支持的充电器，包括：
6.太阳能电池板，用于接受太阳光；
7.锂电池或负载，所述锂电池或负载的充电端通过buck变换电路连接于所述太阳能电池板的输出端；
8.at89s52单片机，所述at89s52单片机为该充电器的控制器，所述太阳能电池板通过电压检测电路连接于所述at89s52单片机，以及所述锂电池或负载通过电流检测电路并经所述电压检测电路连接于所述at89s52单片机。
9.进一步地，所述at89s52单片机输入端连接有按键，所述at89s52单片机的输出端连接有显示屏。
10.进一步地，所述电流检测电路为max472集成电流传感器。
11.进一步地，所述锂电池或负载连接有电源管理系统，所述电源管理系统包括：edp3012可编程电源管理芯片。
12.进一步地，还包括充电仓，所述充电仓上设有充电腔和放置腔，所述锂电池包括第一锂电池和第二锂电池，所述第一锂电池置于所述充电腔内进行充电，所述第二锂电池放置于所述放置腔内。
13.本实用新型提供的一种太阳能发电支持的充电器，利用新能源，借助太阳能电池板，经直流变换器电路进行直流电压变换后，提供usb口、插孔等多种输出接口方式给手机、相机等数码产品电池充电。
14.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
15.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是本实用新型实施例提供的充电器的系统控制框图；
17.图2是本实用新型实施例提供的移动电源系统控制框图；
18.图3是本实用新型实施例提供的lm7805应用电路；
19.图4是本实用新型实施例提供的buck变换电路原理图及其等效电路图；
20.图5是本实用新型实施例提供的锂电保护电路；
21.图6是本实用新型实施例提供的820mos管保护电路；
22.图7是本实用新型实施例提供的温度检测电路。
23.图中：
24.太阳能电池板 10；
25.buck变换电路 11；
26.锂电池或负载 12；
27.at89s53单片机 13；
28.显示屏 131；
29.按键 132；
30.电压检测电路 14；
31.电流检测电路 15；
32.edp3012芯片 21。
具体实施方式
33.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
36.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
37.本实用新型提出了一种太阳能发电支持的充电器。
38.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的一种太阳能发电支持的充电器。
39.如图1所示，根据本实用新型实施例的太阳能发电支持的充电器，包括：
40.太阳能电池板10，用于接受太阳光；
41.锂电池或负载12，所述锂电池或负载12的充电端通过buck变换电路11连接于所述太阳能电池板10的输出端；
42.at89s52单片机13，所述at89s52单片机13为该充电器的控制器，所述太阳能电池板10通过电压检测电路14连接于所述at89s52单片机13，以及所述锂电池或负载12通过电流检测电路15并经所述电压检测电路14连接于所述at89s52单片机13。
43.其中，根据太阳能电池的特性，在本设计中输入始终大于输出，所以设计采用脉冲宽度调制方式的buck变换电路11，如图3所示，它由开关管v1、二极管v2、电感线圈l和电容器c组成，开关管v1受占空比为d的脉冲的控制，交替导通或截止，再经l和c组成的滤波器，在负载r上得到直流输出电压uo，从而完成将未经稳压的直流输入电压ui变换成平滑直流输出电压uo的功能(图3)。因此实际电路设计应当在变换器工作在连续模式时，通常选择电感的额定电流大致等于流过此装置的最大连续电流，然后选择适当的电感使其电流纹波比r约为0.4。这里r定义为其中，ic为最大负载时电感电流波形的中心，δi为其变化摆幅。对于buck电路，电感电流波形的平均值(几何中心)等于负载电流，当输入电压增加时电流的峰值同时增加。因此在buck变换器的磁路设计中，高输入电压为其最不利的工作条件。
44.其中，单片机电源电路的设计以三端集成稳压器lm7805为核心，如图4所示，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。图4是三端稳压集成电路lm7805的典型应用电路。电路中c5的作用是消除输入连线较长时其电感效应引起的自激振荡，减小纹波电压，取值范围在0.1μf～1μf之间。在输出端接电容c6是用于消除电路高频噪声，改善负载的瞬态响应，一般取0.1μf左右。c7是整流后的第一级滤波电容，取值视情况越大越好。一般电容的耐压应高于电源的输入电压和输出电压。另外，为避免输入端断开时c6从稳压器输出端向稳压器放电造成稳压器的损坏，在稳压器的输入端和输出端之间接一个二极管，将断电后输入输出端电压钳制在1v以内。
45.具体而言，lm7805输入电压为7v到35v，最大工作电流1.5a，具有输入电压范围宽，工作电流大，输出精度高且工作极其稳定，外围电路简单，成本低等特点，太阳能电池电压即使有较大的波动，也能稳定的输出5v电压，从而使单片机等控制电路正常工作。
46.优选地，所述at89s52单片机13输入端连接有按键132，所述at89s52单片机13的输出端连接有显示屏131。
47.具体地，本系统将采用at89s52做为充电电路的控制器，以较低的成本来实现复杂的充电智能控制。光伏板系统控制如图1所示，通过太阳能电池板10将太阳能转换为电能，由单片机编程调节pwm波形的占空比来控制开关管关断，从而实现输出电压电流的改变。通过显示电路显示电路状态，由max472集成电流传感器和adc0809转换器实现数据的采集及转换并传给单片机做判断处理，最终实现电路的智能输出与控制。
48.优选地，所述电流检测电路15为max472集成电流传感器。
49.进一步地，如图2所示，所述锂电池或负载12连接有电源管理系统，所述电源管理系统包括：edp3012可编程电源管理芯片。
50.具体而言，edp3012:qc/pe双向快充移动电源方案，用一颗芯片完成了dc
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dc升降压和快充协议，方案集成度高，外围原件少，热效率非常优秀，18w时最低效率超过90％.元件温度低于70℃。支持bc1.2 dcp,qc2.0/3.0，pe1.0,apple 2.4a输入输出双向快充协议。测试了市场上几乎所有相关协议的快充手机，兼容性几乎做到100％.具有完善的电池充放电管理，独立的锂电保护电路，支持过压/欠压，过流，反向电流，短路，过温保护功能。安全性高，可靠性好，生产简单，是一款高性价比的快充移动电源方案。
51.将edp3012芯片21可编程电源管理芯片作为控制核心，升降压电路拓扑结构为主电路,结合插入检测模块、锂电池保护模块以及锂电池组等外围电路构成了整个系统。系统框架如图2所示。
52.主电路部分设计主要用于输入输出的电压升降。锂电池保护电路设计是为了防止锂电池在充放电的过程中出现过充、过放的情况，电路采用dw01锂电保护芯片(图5)。
53.dw01电池保护芯片是专为保护锂离子/锂聚合物电池损坏，或因过电流使用而降低寿命的锂电池保护系统。dw01使用超小封装，减少所需外部组件，非常适合空间有限的电池组。同时内置延迟电路，不需要外接电容即有保护功能。一旦锂电保护芯片检测到了异常情况会马上关断开关管进行断电,从而实现锂电保护功能。主控芯片同样在监控着是否有异常情况发生，由于锂电池一旦发生问题会导致比较严重的后果，在有软件保护的同时再加上硬件进行保护，可有效提升整个系统在充放电过程中的安全性。同时使用mos管8205来配合dw01作通断保护，电路图如图6所示：
54.由于锂电池在充电过程中电池温度变化较大，特别是在大功率情况下，需要实时监测着锂电池的温度情况,以保证充放电安全进行。因此在th引脚上加设温度保护电路。th引脚内部集成了恒流源和ad采样接口，在th引脚外设置好热敏电阻，当锂电池温度发生变化时热敏电阻的阻值也发生变化，从而th引脚上电压也会随之变化，系统可通过ad采集th引脚电压获取锂电池的温度信息。在系统软件中设定了安全工作温度范围，超出温度范围会立即停止工作以保证锂电池安全工作。采样电路如图7。
55.优选地，还包括充电仓，所述充电仓上设有充电腔和放置腔，所述锂电池包括第一锂电池和第二锂电池，所述第一锂电池置于所述充电腔内进行充电，所述第二锂电池放置于所述放置腔内。
56.举例而言，主体为充电仓，配合两块(或多块)mini可拆卸蓄电池，充电仓可作为内部电路的封装外壳，也可接入两块可分离电池a和b，实现利用充电仓对可分离电池a、b的轮次充电。使用时可将可分离电池a拆下并接于手机等数码产品上给数码产品充电，放电完成后可将蓄电池a放回充电仓，此时充电仓会自动给电池a充电，从而实现蓄电池a、b的轮次充放电，以提高充电效率。
57.由于移动电源和光伏发电部分为模块化设计，因此在整体设计上需要将两部分整合在一起，此时设计重点在于减少多余的电路和尽可能的发挥单个电源核心的工作能力以避免在双核心工作状态下产生的互抢功率引起的发热及内部损耗现象。
58.在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
59.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：
在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。