电容太阳能充电电池装置制造方法及图纸

一种快速充电、反复长期使用且具有环保功能的电容太阳能充电电池装置。技术方案是：其特征是由电池外壳（１）和控制电路组成，所述控制电路位于电池外壳（１）内，在电池外壳（１）上设置有充电电源的接插口（２）和电池供电输出的正极端（３）和负极端（４）；所述控制电路由储电电容、输出控制电路和充电控制电路组成，所述的输出控制电路分别与储电电容以及为电池供电输出的正极端（３）和负极端（４）连接，所述充电控制电路分别与储电电容和充电电源的接插口（２）连接，所述的输出控制电路为电流恒流输出电路，所述的充电控制电路恒压输出电路。所述的储能电容容量为数十至千以上法拉第。所述的输出控制电路为ＬＭ１１１７芯片电路，所述的充电控制电路ＤＳ６９９芯片电路。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于太阳能充电电池装置领域，尤其是一种充电快速、反复长期使用且具有环保功能的电容太阳能充电电池装置。
技术介绍
目前，常用的普通化学充电电池体积和重量都较大、充电时间长，使用周期有限，电池液对环境有污染，不利于配合太阳能板，不利于无线传感器网络节点使用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种充电快速、反复长期使用且具有环保功能的电容太阳能充电电池装置。本技术的技术方案是：电容太阳能充电电池装置，其特征是由电池外壳(1)和控制电路组成，所述控制电路位于电池外壳(1)内，在电池外壳(1)上设置有充电电源的接插口(2)和电池供电输出的正极端(3)和负极端(4)；所述控制电路由储电电容、输出控制电路和充电控制电路组成，所述的输出控制电路分别与储电电容以及为电池供电输出的正极端(3)和负极端(4)连接，所述充电控制电路分别与储电电容和充电电源的接插口(2)连接，所述的输出控制电路为电流恒流输出电路，所述的充电控制电路为恒压输出电路。所述的储能电容容量为数十至千以上法拉第。所述的输出控制电路为LM1117芯片电路，所述的充电控制电路为DS699芯片电路。本技术的效果是：以超级电容作为电能存储介质的太阳能电池装置，在充放电控制电路的管理下，实现优于普通化学电池的功能。快速充电，反复长期使用，基本没有化学充电电池的使用寿命限制，电池基本无公害或完全无公害，电池的外观可以设计为与普通电池一样，便于直接替换普通电池在野外环境使用。特别适于在日照时间短的野外环境下由太阳能板迅速充电，提供对无线传感器网络节点电源。下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的内部结构图；图3是本技术的电路原理图。具体实施方式本技术是以超级电容作为电能存储介质的太阳能电池装置。本装置采用超级电容(super capacitor)，即通常指数十个到超过千个法拉第(Farad)以上的大容量电容做为储能器件，在经特别设计的充放电控制电路的管理下，实现优于普通化学电池的功-->能。其特点为快速充电、可以根据需要在很短时间充电；反复长期使用，基本没有化学充电电池的使用寿命限制；电池基本无公害或完全无公害；电池的外观可以设计为与普通电池一样，便于直接替换普通电池在野外环境使用，特别适于在日照时间短的野外环境下由太阳能板迅速充电。图1中，电容太阳能充电电池装置，由电池外壳1和控制电路组成，所述控制电路位于电池外壳1内，在电池外壳1上设置有充电电源的接插口2和电池供电输出的正极端3和负极端4。控制电路由储电电容、输出控制电路和充电控制电路组成，所述的输出控制电路分别与储电电容以及为电池供电输出的正极端3和负极端4连接，充电控制电路分别与储电电容和充电电源的接插口2连接，所述的输出控制电路为电流恒流输出电路，所述的充电控制电路为恒压输出电路(参见图3)。储能电容容量为数十至千以上法拉第，输出控制电路为LM1117芯片电路，所述的充电控制电路为DS699芯片电路。图2中，电容太阳能充电电池装置内部含有超级电容5、电池充电控制电路板6和电池供电输出控制电路板7。超级电容太阳能电池控制电路设计原理如下：第一、电容容量以及放电时间的计算1、在电容电压与负载电压相同的情况下，根据负载电流量要求，确定负载理论放电时间，具体公式如下：T＝CV/I..........(1)其中Q＝CV，C为电容容量，单位为法拉第，V为电容上的电压降，Q为电容上的总电荷量，单位为库伦。另，I＝Q/T＝CV/T，其中I为电流，单位为安培，T为时间，单位为秒。2、根据以上的计算公式，在电容容量为200法拉第，其两端电压为5V的情况下，即V＝5伏，对于200mA的放电电流，得出放电时间T＝5000秒。在实际应用中，需要采用控制放电电路，以确保放电电流恒定。第二、供电输出控制电路的设计供电输出电路的设计原则是考虑在电容放电过程中，其输出电流保持恒定值，同时在放电过程中电容电压会从其原电压值逐渐衰减。为确保对于负载的恒定电压，供电输出控制电路设计采用Regulator Ic芯片，如美国Linear公司的LM1117芯片，采用此IC的电路设计确保电流输出为恒定值，同时在电容电压作为IC输入端变化时，其输出电压为恒定5V。第三、充电控制电路1、快速充电时间的理论分析是基于充电电源向电容充电，并无电能向化学能转换过程，故充电速度由时间常数τ＝RC确定。充电时间为3τ。对于典型R值范围在10-20欧姆的太阳能板而言，可以采用并联方式将电阻成倍减小到数欧姆以下，电流从而增加数倍。实现快速充电。2、太阳能板的输出电压根据日光照射情况变化范围较大，为此设计控制电路采用在大范围输入电压变化的情况下恒压输出，通常可以采用美Maxim公司的DS699芯片完成此功能。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电容太阳能充电电池装置，其特征是由电池外壳(1)和控制电路组成，所述控制电路位于电池外壳(1)内，在电池外壳(1)上设置有充电电源的接插口(2)和电池供电输出的正极端(3)和负极端(4)；所述控制电路由储电电容、输出控制电路和充电控制电路组成，所述的输出控制电路分别与储电电容以及电池供电输出的正极端(3)和负极端(4)连接，所述充电控制电路分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，
申请(专利权)人：李华，
类型：实用新型
国别省市：11