基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置，包括：太阳能电池板；保护电路；蓄电池充电电路和超级电容充电电路，其分别与保护电路的第一输出端和第二输出端相连接；蓄电池，其与蓄电池充电电路的输出端相连接；超级电容，其与超级电容充电电路的输出端相连接；电压比较器电路，其输入端分别连接基准电压和超级电容的输出端，且电压比较器电路的输出端连接反相器的输入端；降压转换电路，其输入端与蓄电池的输出端相连接，其使能端与反相器的输出端相连接；升降一体转换电路，其输入端与超级电容的输出端相连接，其使能端与电压比较器电路的输出端相连接；以及负载系统。本实用新型专利技术能够大大延长蓄电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置
本技术是关于电源管理
，特别是关于一种基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置。
技术介绍
目前通用的太阳能电池供电电路，一般为太阳能电池板，经过保护电路、充电管理电路直接给蓄电池充电，蓄电池输出经过电压转换电路直接供用电负载系统设备使用。然而，该使用方法有如下不足：目前常见的蓄电池主要有铅酸蓄电池(寿命约300次)、三元锂电池(寿命约600到700次)、磷酸铁锂电池(寿命约1200次)、锰酸锂电池(寿命约300到400次)、钛酸锂电池(寿命约1500次)等。按照每天进行一次充放电循环计算，锂电池的寿命在1年至3年不等。常见的太阳电池板主要有单晶，多晶和薄膜三种，其寿命均至少在20年左右。造成了蓄电池与太阳能电池板的寿命严重不匹配，从而制约了太阳能供电设备的推广应用。超级电容是一种介于传统电容器和电池之间，具有特殊性能的电源，其可以进行反复充电数十万次，容值可达数千法拉。循环寿命长，工作温度范围宽为其最大优点。但是其储能容量有限，无法满足用电设备的长期工作需求，因此没有得到大范围的使用。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种，其能够利用超级电容充电快、寿命长的特性，显著延长蓄电池的寿命。为实现上述目的，本技术提供了一种基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置，包括：太阳能电池板；保护电路，其与太阳能电池板相连接；蓄电池充电电路，其输入端与保护电路的第一输出端相连接；超级电容充电电路，其输入端与保护电路的第二输出端相连接，并且超级电容充电电路与蓄电池充电电路并联连接；蓄电池，其输入端与蓄电池充电电路的输出端相连接；超级电容，其输入端与超级电容充电电路的输出端相连接；电压比较器电路，其输入端分别连接基准电压和超级电容的输出端，并且电压比较器电路的输出端连接反相器的输入端；降压转换电路，其输入端与蓄电池的输出端相连接，并且降压转换电路的使能端与反相器的输出端相连接；升降一体转换电路，其输入端与超级电容的输出端相连接，并且升降一体转换电路的使能端与电压比较器电路的输出端相连接；以及负载系统，其分别与降压转换电路的输出端和升降一体转换电路的输出端相连接。在本技术的一实施方式中，基准电压为超级电容设定的放电截止电压。在本技术的一实施方式中，太阳能电池板的输出功率大于负载系统的使用功率，从而在保证负载正常工作时，太阳能电池板能够同时为蓄电池充电。在本技术的一实施方式中，当太阳能电池板正常工作时，超级电容的电压大于设定的放电截止电压，升降一体转换电路使能端有效，负载系统均由超级电容提供电源。在本技术的一实施方式中，当光照条件不足，太阳能电池板的输出功率不足以满足负载系统工作时，超级电容能够优先放电，支持负载系统工作。在本技术的一实施方式中，当超级电容的电压小于设定的放电截止电压时，降压转换电路使能端有效，负载系统的电源由蓄电池提供。在本技术的一实施方式中，蓄电池为铅酸蓄电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池或钛酸锂电池。在本技术的一实施方式中，超级电容为超级电容单体或组合体。与现有技术相比，根据本技术的基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置具有如下优点：本技术的电源管理装置通过太阳能电池板经保护电路后同时给蓄电池和超级电容充电，蓄电池和超级电容通过各自电压转换电路的使能端进行选择。超级电容充电速度快，只要超级电容电压大于设定的截止电压，超级电容的升降一体转换电路使能端有效，由超级电容向负载系统供电。当太阳能电池板长时间不工作，超级电容经过深度放电，其电压小于设定的截止电压时，蓄电池降压转换电路使能端有效，由蓄电池向负载系统供电。也就是说在晴天和短时阴雨天时，负载系统均由超级电容提供电源。而在长时间连续的阴雨天时，负载系统由蓄电池提供电源。这样就大大减少了系统对蓄电池的使用，极大地延长了蓄电池的寿命。附图说明图1是根据本技术一实施方式的电源管理装置的原理框图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。如图1所示，根据本技术优选实施方式的基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置，包括：太阳能电池板101、保护电路102、蓄电池充电电路103、超级电容充电电路104、蓄电池105、超级电容106、电压比较器电路107、反相器108、降压转换电路109、升降一体转换电路110以及负载系统111。其中，保护电路102与太阳能电池板101相连接。蓄电池充电电路103的输入端与保护电路102的第一输出端相连接，超级电容充电电路104的输入端与保护电路102的第二输出端相连接，并且超级电容充电电路104与蓄电池充电电路103并联连接。蓄电池105的输入端与蓄电池充电电路103的输出端相连接。超级电容106的输入端与超级电容充电电路104的输出端相连接。电压比较器电路107的输入端分别连接基准电压112和超级电容106的输出端，并且电压比较器电路107的输出端连接反相器108的输入端。降压转换电路109的输入端与蓄电池105的输出端相连接，并且降压转换电路109的使能端与反相器108的输出端相连接。升降一体转换电路110的输入端与超级电容106的输出端相连接，并且升降一体转换电路110的使能端与电压比较器电路107的输出端相连接。负载系统111分别与降压转换电路109的输出端和升降一体转换电路110的输出端相连接。在本技术的一实施方式中，基准电压112为超级电容106设定的放电截止电压。在本技术的一实施方式中，太阳能电池板101的输出功率大于负载系统111的使用功率，从而在保证负载正常工作时，太阳能电池板101能够同时为蓄电池105充电。在本技术的一实施方式中，当太阳能电池板正常工作时，超级电容的电压大于设定的放电截止电压，升降一体转换电路使能端有效，负载系统均由超级电容提供电源。在本技术的一实施方式中，当光照条件不足，太阳能电池板101短时间不工作时，利用超级电容106深度放电，从而充分利用其储能，只要超级电容106的电压大于设定的放电截止电压时，便可以保证负载系统111正常工作。也即当太阳能电池板101的输出功率不足以满足负载系统111工作时，超级电容106能够优先放电，以支持负载系统111工作。在本技术的一实施方式中，当超级电容106的电压小于设定的放电截止电压时，降压转换电路109的使能端有效，负载系统111本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置，其特征在于，包括：/n太阳能电池板；/n保护电路，其与所述太阳能电池板相连接；/n蓄电池充电电路，其输入端与所述保护电路的第一输出端相连接；/n超级电容充电电路，其输入端与所述保护电路的第二输出端相连接，并且所述超级电容充电电路与所述蓄电池充电电路并联连接；/n蓄电池，其输入端与所述蓄电池充电电路的输出端相连接；/n超级电容，其输入端与所述超级电容充电电路的输出端相连接；/n电压比较器电路，其输入端分别连接基准电压和所述超级电容的输出端，并且所述电压比较器电路的输出端连接反相器的输入端；/n降压转换电路，其输入端与所述蓄电池的输出端相连接，并且所述降压转换电路的使能端与所述反相器的输出端相连接；/n升降一体转换电路，其输入端与所述超级电容的输出端相连接，并且所述升降一体转换电路的使能端与所述电压比较器电路的输出端相连接；以及/n负载系统，其分别与所述降压转换电路的输出端和所述升降一体转换电路的输出端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能电池板、蓄电池和超级电容的电源管理装置，其特征在于，包括：
太阳能电池板；
保护电路，其与所述太阳能电池板相连接；
蓄电池充电电路，其输入端与所述保护电路的第一输出端相连接；
超级电容充电电路，其输入端与所述保护电路的第二输出端相连接，并且所述超级电容充电电路与所述蓄电池充电电路并联连接；
蓄电池，其输入端与所述蓄电池充电电路的输出端相连接；
超级电容，其输入端与所述超级电容充电电路的输出端相连接；
电压比较器电路，其输入端分别连接基准电压和所述超级电容的输出端，并且所述电压比较器电路的输出端连接反相器的输入端；
降压转换电路，其输入端与所述蓄电池的输出端相连接，并且所述降压转换电路的使能端与所述反相器的输出端相连接；
升降一体转换电路，其输入端与所述超级电容的输出端相连接，并且所述升降一体转换电路的使能端与所述电压比较器电路的输出端相连接；以及
负载系统，其分别与所述降压转换电路的输出端和所述升降一体转换电路的输出端相连接。


2.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述基准电压为所述超级电容设定的放电截止...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢增强，李春晖，郑哲，刘瑞，褚鑫，刘立宇，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11