一种基于能量收集的汽车照明用电源系统技术方案

一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，包括车载蓄电池和汽车车灯，其特征在于它包括汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块和控制电路模块。本实用新型专利技术的优越性：结构简单，控制过程可实施性强；不仅完成了汽车振动能量的收集，而且将输出的电能转化为一定幅值内变化的较为稳定的电压能量；具有高增益、低功率的优点。

A power supply system for vehicle lighting based on energy harvesting

A power supply system for automobile lighting based on energy collection, including vehicle battery and car lamp, is characterized by its selection of vehicle vibration energy collection module, boost circuit module, photovoltaic cell module, Buck converter module, lithium battery charging circuit module, lithium battery, boost converter module, power supply mode selection. The circuit module and the control circuit module are selected. The utility model has the advantages of simple structure and strong control process, which not only completes the collection of automobile vibration energy, but also transforms the output electric energy into a stable voltage energy within a certain amplitude, and has the advantages of high gain and low power.

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量收集的汽车照明用电源系统
本技术涉及汽车照明及电池
，尤其是一种基于能量收集的汽车照明用电源系统。
技术介绍
目前，随着科技的发展，汽车照明用电源技术也有了新的提高，并且也已经从仅靠车载蓄电池进行供电的方式慢慢转型，储能技术的加入也使得在汽车车灯的持续照明的目的。目前使用的储能技术以铅酸蓄电池等为主。在使用铅酸蓄电池时，很多因素都会影响到蓄电池的使用寿命，尤其是温度和电压。由于铅酸蓄电池内部的化学构成部分，在不同的温度下，化学特性会有所不同，所以导致电池的容量、安全的充电电压会随着温度发生变化。当蓄电池温度低于25℃时，化学反应不剧烈，要用较高的浮充电压对蓄电池进行充电，否则会出现铅酸蓄电池充不满的现象；相反，当温度高于25℃时，要用较低的浮充电压进行充电，否则会使浮充电流过大，析气增多，蓄电池寿命受损；因此在充放电的过程中应该根据温度的变化，充放电状态相应做改变，这样才能更好的保护铅酸蓄电池，增加使用周期。此外，蓄电池的充电电压和放电电压对电池的使用寿命会产生很大的影响。其中电池充电电压不能太高，因为当充电电压超过电池的气化电压时，电池内部分电解液会分解，并产生氢气和氧气。电解液的减少不仅使化学反应不能顺利进行，而且电池内的电极由于暴露于空气而被氧化腐蚀。当电池放电时，电压不应太低。电池放电时间越长，电压越低。当电压低于截止电压时，如果继续放电，电池寿命将大大降低，因此应停止电池放电。如果电池的工作电压一直处在气化电压和截止电压之间，电池使用寿命将持续更长时间。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、可以实现稳定持续供电的汽车用照明用电源系统。本技术的技术方案：一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，包括车载蓄电池和汽车车灯，其特征在于它包括汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块和控制电路模块；其中，所述控制电路的输出端分别连接升压电路模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、升压变换器模块、供电方式选择电路模块的输入端；所述汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块依次呈串联连接关系；所述光伏电池为锂电池充电，也可直接给汽车车灯提供电源；所述供电方式选择电路模块的输入端还与车载蓄电池连接。所述Buck变换器模块是双输入Buck变换器电路结构。所述升压变换器模块是Boost升压变换器电路结构。所述汽车振动能量收集模块是由压电陶瓷片阵列CRYSTAL、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C1、电阻R5、继电器JD1、晶体管Q1和滞回比较电路构成；所述二极管D1和二极管D3串联，所述二极管D2和二极管D4相互串联，两条串联支路相互并联；所述二极管D5并联在两条串联支路两端；所述电容C1并联在两条串联支路两端；所述压电陶瓷片阵列CRYSTAL的一端连接在二极管D1和二极管D3的串联点上，另一端连接在二极管D2和二极管D4的串联点上；所述二极管D6正极端与并联支路的一端连接，负极端与继电器JD1的开关连接；所述滞回比较电路的两个输入端分别连接5V电源，另一个输入端与二极管D6的负极端连接，其输出端连接晶体管Q1的基极端，另一端接地；所述晶体管Q1的一端与继电器JD1连接，另一端经电阻R5接地；所述二极管D7并联在继电器JD1的两端；所述继电器JD1的一端接5V电源。所述滞回比较电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器LM2904构成，其连接为常规连接。所述电容C1是规格为1F/2.7V的超级电容。所述压电陶瓷片阵列CRYSTAL是3个具有相同的压电陶瓷输出特性的压电陶瓷片进行串联的方式组合。本技术的工作原理：CRYSTAL是由压电陶瓷片组成的阵列，当外力作用于压电陶瓷时，它的表面会产生电压；为得到稳定的电能，需要由升压电路进行升压变化后，电压等级达到能给锂电池充电的等级；采集到的电能通过由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4构成的整流桥变换，二极管D5作为稳压管稳压，输出至超级电容C1；超级电容C1充电过程中，电压逐渐升高，当高于2.7V时，放大器输出高电平；这时候，晶体管Q1基极有正电压后，Q1导通；JD1动作，输出端有电压输出；相反，当电容C1的电压逐渐降低至1V时，放大器输出低电平，继电器JD1的分离，线路断路，没有电能输出；当继电器处在临界状态时，开关可能会频繁切换两种状态，由滞回比较电路实现电压的调整和状态的切换。本技术的优越性：结构简单，控制过程可实施性强；不仅完成了汽车振动能量的收集，而且将输出的电能转化为一定幅值内变化的较为稳定的电压能量；具有高增益、低功率的优点。附图说明图1为本技术所涉一种基于能量收集的汽车照明用电源系统的整体结构框图。图2为本技术所涉一种基于能量收集的汽车照明用电源系统中汽车振动能量收集模块的结构图。具体实施方式实施例：一种基于能量收集的汽车照明用电源系统（见图1），包括车载蓄电池和汽车车灯，其特征在于它包括汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块和控制电路模块；其中，所述控制电路的输出端分别连接升压电路模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、升压变换器模块、供电方式选择电路模块的输入端；所述汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块依次呈串联连接关系；所述光伏电池为锂电池充电，也可直接给汽车车灯提供电源；所述供电方式选择电路模块的输入端还与车载蓄电池连接。所述Buck变换器模块是双输入Buck变换器电路结构。所述升压变换器模块是Boost升压变换器电路结构。所述汽车振动能量收集模块（见图2）是由压电陶瓷片阵列CRYSTAL、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C1、电阻R5、继电器JD1、晶体管Q1和滞回比较电路构成；所述二极管D1和二极管D3串联，所述二极管D2和二极管D4相互串联，两条串联支路相互并联；所述二极管D5并联在两条串联支路两端；所述电容C1并联在两条串联支路两端；所述压电陶瓷片阵列CRYSTAL的一端连接在二极管D1和二极管D3的串联点上，另一端连接在二极管D2和二极管D4的串联点上；所述二极管D6正极端与并联支路的一端连接，负极端与继电器JD1的开关连接；所述滞回比较电路的两个输入端分别连接5V电源，另一个输入端与二极管D6的负极端连接，其输出端连接晶体管Q1的基极端，另一端接地；所述晶体管Q1的一端与继电器JD1连接，另一端经电阻R5接地；所述二极管D7并联在继电器JD1的两端；所述继电器JD1的一端接5V电源。所述滞回比较电路（见图2）由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大器LM2904构成，其连接为常规连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，包括车载蓄电池和汽车车灯，其特征在于它包括汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块和控制电路模块；其中，所述控制电路的输出端分别连接升压电路模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、升压变换器模块、供电方式选择电路模块的输入端；所述汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块依次呈串联连接关系；所述光伏电池为锂电池充电，也可直接给汽车车灯提供电源；所述供电方式选择电路模块的输入端还与车载蓄电池连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，包括车载蓄电池和汽车车灯，其特征在于它包括汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块和控制电路模块；其中，所述控制电路的输出端分别连接升压电路模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、升压变换器模块、供电方式选择电路模块的输入端；所述汽车振动能量收集模块、升压电路模块、光伏电池模块、Buck变换器模块、锂电池充电电路模块、锂电池、升压变换器模块、供电方式选择电路模块依次呈串联连接关系；所述光伏电池为锂电池充电，也可直接给汽车车灯提供电源；所述供电方式选择电路模块的输入端还与车载蓄电池连接。2.根据权利要求1所述一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，其特征在于所述Buck变换器模块是双输入Buck变换器电路结构。3.根据权利要求1所述一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，其特征在于所述升压变换器模块是Boost升压变换器电路结构。4.根据权利要求1所述一种基于能量收集的汽车照明用电源系统，其特征在于所述汽车振动能量收集模块是由压电陶瓷片阵列CRYSTAL、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C1、电阻R5、继电器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，谢成功，贾培琦，王婧，高雪薇，陈科敬，栾国臣，张国生，
申请(专利权)人：天津市飞乐汽车照明有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12