一种太阳能双电池切换装置及切换方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种太阳能双电池切换装置及切换方法,包括：控制器，微型步进电机，永磁体，第一干簧管，第二干簧管，充放电干簧管，太阳能发电组件，联动开关，第一电池组以及第二电池组；微型步进电机方案，代替用继电器方案，解决了线圈功耗大的问题。代替PMOS开关方案，解决了当单片机休眠后，控制PMOS开关的端口复位释放，无法供电问题，控制器可以进入休眠，控制步进电机的端口可以复位释放。微型步进电机只有在电池组电压低时才启动切换，功耗很低。整体方案，实现低功耗，还能够基于电池组当前的供电电压值和充电电压值来进行自动切换，控制器还可以实时获取到当前干簧管的位置信息，保证切换精准。

A solar dual cell switching device and method

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能双电池切换装置及切换方法
本专利技术涉及太阳能
，尤其涉及一种太阳能双电池切换装置及切换方法。
技术介绍
用船舶或飞机投放在海中随海流漂移的浮体。由浮体、传感器、数据传输、系统控制、电源、资料质控等系统构成。太阳能板功率很小，只能满足一组电池供电，边充电边供负载放电，电池很难达到浮充。当然目前有的设备配备了两组锂电池，两组锂电池可以解决边充电边供负载放电，电池很难达到浮充的问题，一组给负载供电，一组充电，这样保证了电池的浮充过程，但需要用继电器进行切换，此切换继电器功耗太大(5V线圈，工作电流80mA以上)，无法做到低功耗。两组锂电池，虽然继电器能够实现当单片机进入低功耗睡眠时，控制继电器的端口释放，控制器的供电仍然可以通过继电器的常闭器触点自动连接到另外一组电池为控制器继续供电，但是很难控制两组电池放电的时间长短。即使能够控制，继电器的功耗较大。用PMOS管代替继电器，达到省电节能的目的，也能完成控制，但是当MCU控制器进入低功耗睡眠时，控制端口复位释放，两组供电都切断，不能保障供电。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种太阳能双电池切换装置，包括：控制器，微型步进电机，永磁体，第一干簧管，第二干簧管，充放电干簧管，太阳能发电组件，联动开关，第一电池组以及第二电池组；第一干簧管配置有第一控制端A，第二干簧管配置有第二控制端B；第二干簧管输出端通过联动开关与充放电干簧管连接；太阳能发电组件通过充放电干簧管分别连接第一电池组和第二电池组；永磁体与微型步进电机的输出端连接，控制器与微型步进电机连接，控制器通过控制微型步进电机运行，控制永磁体与第一干簧管的第一控制端A连接，或与第二干簧管的第二控制端B连接；进而通过控制第二干簧管的开关状态使第一电池组为供电状态，第二电池组为充电状态；或当前第一电池组为充电状态，第二电池组为供电状态。本专利技术提供一种太阳能双电池切换方法，方法包括：控制器控制微型步进电机运行，控制永磁体触发第一干簧管的第一控制端，使第一干簧管动作；第二干簧管为初始状态，太阳能发电组件通过联动开关和充电干簧管与第一电池组连接，给第一电池组充电；第二电池组通过联动开关和放电干簧管与负载连接，给负载供电；控制器控制微型步进电机运行，控制永磁体触发第二干簧管的第二控制端，使第二干簧管动作；联动开关根据第二干簧管的动作，进行切换，使太阳能发电组件通过联动开关和充电干簧管与第二电池组连接，给第二电池组充电；第一电池组通过联动开关和放电干簧管与负载连接，给负载供电。第二电池组通过联动开关和放电干簧管与负载连接，给负载供电。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：微型步进电机方案，代替用继电器方案，解决了线圈功耗大的问题。代替PMOS开关方案，解决了当单片机休眠后，控制PMOS开关的端口复位释放，无法供电问题，控制器可以进入休眠，控制步进电机的端口可以复位释放。因为，步进电机断电后，位置和状态固定。微型步进电机只有在电池组电压低时才启动切换，功耗很低。整体方案，实现低功耗，还能够基于电池组当前的供电电压值和充电电压值来进行自动切换，控制器还可以实时获取到当前干簧管的位置信息，保证切换精准。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为太阳能双电池切换装置示意图；图2为太阳能双电池切换装置示意图；图3为第一干簧管位置检测示意图；图4为第二干簧管检测示意图；图5为太阳能双电池切换方法流程图。具体实施方式本专利技术提供一种太阳能双电池切换装置，如图1至4所示，包括：控制器12，微型步进电机11，永磁体8，第一干簧管9，第二干簧管10，充放电干簧管，太阳能发电组件，联动开关23，第一电池组4以及第二电池组6；第一干簧管9配置有第一控制端A，第二干簧管10配置有第二控制端B；第二干簧管10输出端通过联动开关23与充放电干簧管连接；太阳能发电组件通过充放电干簧管分别连接第一电池组4和第二电池组6；永磁体8与微型步进电机11的输出端连接，控制器12与微型步进电机连接，控制器12通过控制微型步进电机11运行，控制永磁体8与第一干簧管9的第一控制端A连接，或与第二干簧管10的第二控制端B连接；进而通过控制第二干簧管10的开关状态使第一电池组4为供电状态，第二电池组6为充电状态；或当前第一电池组4为充电状态，第二电池组6为供电状态。永磁体8为导通磁铁。控制器12通过控制微型步进电机11来实现永磁体8的动作，实现与第一干簧管9的第一控制端A，或与第二干簧管10的第二控制端B接通。太阳能发电组件通过充电干簧管对两组锂电池组充电的切换以及通过放电干簧管实现对两组锂电池组的放电切换，且实现一组锂电池充电，另外一组锂电池放电。控制器12可以是软件和/或固件由处理电路包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路ASICs，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。这里所描述的技术可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。本专利技术中，充放电干簧管包括：充电干簧管3以及放电干簧管5；充电干簧管3设有相互分断的充电接触点一21以及充电接触点二22；放电干簧管5设有相互分断的放电接触点一24以及放电接触点二25；太阳能发电组件输出端与联动开关23输入端连接；充电接触点一21和放电接触点二25分别与第二电池组6连接；充电接触点二22和放电接触点一24分别与第一电池组4连接；永磁体8未触发第二干簧管10的第二控制端B时，联动开关23输出端分别与负载7，充电接触点一21和放电接触点二25为常闭连接状态；永磁体8触发第二干簧管10的第二控制端B时，联动开关23输出端分别与负载7，充电接触点一21和放电接触点二25为断开连接，并分别与负载7，充电接触点二22和放电接触点一24为闭合连接。装置还包括：第一上拉电阻12和第二上拉电阻14；第一电平控制端13分别与第一上拉电阻12第一端和第一干簧管9第一连接端连接；第一干簧管9第二连接端接地，第一上拉电阻12第二端接电源；第一电平控制端13与控制器12连接；第二电平控制端15分别与第二上拉电阻14第一端和第二干簧管10第一连接端连接；第二干簧管10第二连接端接地第二上拉电阻14第二端接电源；第二电平控制端15与控制器12连接。第一干簧管9为常开状态，通过第一上拉电阻12使得第一电平控制端13为高电平，控制器可以获取到高电平信息，进行获取到第一干簧管9的当前状态。第一干簧管9为闭合状态时，第一电平控制端13为低电平，控制器可以获取到低电平信息，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能双电池切换装置，其特征在于，包括：控制器(12)，微型步进电机(11)，永磁体(8)，第一干簧管(9)，第二干簧管(10)，充放电干簧管，太阳能发电组件，联动开关(23)，第一电池组(4)以及第二电池组(6)；第一干簧管(9)配置有第一控制端(A)，第二干簧管(10)配置有第二控制端(B)；第二干簧管(10)输出端通过联动开关(23)与充放电干簧管连接；太阳能发电组件通过充放电干簧管分别连接第一电池组(4)和第二电池组(6)；永磁体(8)与微型步进电机(11)的输出端连接，控制器(12)与微型步进电机连接，控制器(12)通过控制微型步进电机(11)运行，控制永磁体(8)与第一干簧管(9)的第一控制端(A)连接，或与第二干簧管(10)的第二控制端(B)连接；进而通过控制第二干簧管(10)的开关状态使第一电池组(4)为供电状态，第二电池组(6)为充电状态；或当前第一电池组(4)为充电状态，第二电池组(6)为供电状态。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能双电池切换装置，其特征在于，包括：控制器(12)，微型步进电机(11)，永磁体(8)，第一干簧管(9)，第二干簧管(10)，充放电干簧管，太阳能发电组件，联动开关(23)，第一电池组(4)以及第二电池组(6)；第一干簧管(9)配置有第一控制端(A)，第二干簧管(10)配置有第二控制端(B)；第二干簧管(10)输出端通过联动开关(23)与充放电干簧管连接；太阳能发电组件通过充放电干簧管分别连接第一电池组(4)和第二电池组(6)；永磁体(8)与微型步进电机(11)的输出端连接，控制器(12)与微型步进电机连接，控制器(12)通过控制微型步进电机(11)运行，控制永磁体(8)与第一干簧管(9)的第一控制端(A)连接，或与第二干簧管(10)的第二控制端(B)连接；进而通过控制第二干簧管(10)的开关状态使第一电池组(4)为供电状态，第二电池组(6)为充电状态；或当前第一电池组(4)为充电状态，第二电池组(6)为供电状态。2.根据权利要求1所述的太阳能双电池切换装置，其特征在于，充放电干簧管包括：充电干簧管(3)以及放电干簧管(5)；充电干簧管(3)设有相互分断的充电接触点一(21)以及充电接触点二(22)；放电干簧管(5)设有相互分断的放电接触点一(24)以及放电接触点二(25)；太阳能发电组件输出端与联动开关(23)输入端连接；充电接触点一(21)和放电接触点二(25)分别与第二电池组(6)连接；充电接触点二(22)和放电接触点一(24)分别与第一电池组(4)连接；永磁体(8)未触发第二干簧管(10)的第二控制端(B)时，联动开关(23)输出端分别与负载(7)，充电接触点一(21)和放电接触点二(25)为常闭连接状态；永磁体(8)触发第二干簧管(10)的第二控制端(B)时，联动开关(23)输出端分别与负载(7)，充电接触点一(21)和放电接触点二(25)为断开连接，并分别与负载(7)，充电接触点二(22)和放电接触点一(24)为闭合连接。3.根据权利要求1或2所述的太阳能双电池切换装置，其特征在于，还包括：第一上拉电阻(12)和第二上拉电阻(14)；第一电平控制端(13)分别与第一上拉电阻(12)第一端和第一干簧管(9)第一连接端连接；第一干簧管(9)第二连接端接地，第一上拉电阻(12)第二端接电源；第一电平控制端(13)与控制器(12)连接；第二电平控制端(15)分别与第二上拉电阻(14)第一端和第二干簧管(10)第一连接端连接；第二干簧管(10)第二连接端接地第二上拉电阻(14)第二端接电源；第二电平控制端(15)与控制器(12)连接。4.根据权利要求2所述的太阳能双电池切换装置，其特征在于，太阳能发电组件包括：太阳能光伏板(1)和太阳能控制器(2)；太阳能光伏板(1)与太阳能控制器(2)连接，并且太阳能光伏板(1)通过太阳能控制器(2)与联动开关(23)输入端(23)连接。5.根据权利要求1或2所述的太阳能双电池切换装置，其特征在于，还包括：第一电池电压检测电路和第二电池电压检测电路；控制器(12)通过第一电池电压检测电路连接第一电池组(4)，获取第一电池组(4)的电压值；控制器(12)通过第二电池电压检测电路连接第二电池组(6)，获取第二电池组(6)的电压值。6.一种太阳能双电池切换方法，其特征在于，方法包括：控制器控制微型步进电机运行，控制永磁体触发第一干簧管的第一控制端，使第一干簧管动作；...

【专利技术属性】
技术研发人员：温琦，刘振松，亓琳，鲁道常，陈爱柒，
申请(专利权)人：青岛海研电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37