太阳能充电装置以及充电方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种太阳能充电装置以及充电方法，涉及太阳能利用领域，可有效提高太阳能利用效率。所述太阳能充电装置包括太阳能电池，功率控制模块，电压调整电路，基准电压产生电路，电压比较控制电路和充电电池。太阳能电池将太阳能转换为电能，经由功率控制模块为充电电池提供充电电源。充电电池通过电压调整电路产生的调整电压和通过基准电压产生电路产生的基准电压输出至电压比较控制电路，电压比较控制电路通过比较两个输入电压输出电压控制信号以开启或关闭功率控制模块，实现对充电电池的充电和过充保护。本发明专利技术还提供一种采用该太阳能充电装置的充电方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能利用领域，尤其涉及一种。
技术介绍
节能、环保、绿色能源等，是当今能源应用领域的发展主题和趋势。太阳能作为一 种环保的自然能源，其利用方式和方法也受到了更多的关注。在现在的电子应用领域，为了更合理的利用能源，可以通过太阳能为电子设备提 供能源；一般都是通过太阳能给充电电池充电并存储，再给电子设备供电。此外，有些仪器 设备在野外环境下工作，不可能利用常规市电供电，利用太阳能供电就成为首选。参见图1，在相同的照射条件下，太阳能电池的开路电压Umax为最大可输出电压， 短路时的电流Imax为最大输出电流。短路电流与开路电压一起定义了太阳能电池的工作 性能，因此太阳能电池被认为是“电流受限”的电源。输出电流增加，输出电压则降低，直到 最终减少为零。输出功率是输出电压和电流的乘积，在太阳能输出电压_电流曲线中，U与I乘积 最大的点，就是最大功率点Pmax。为了提高太阳能利用效率，在用太阳能电池给储能装置 充电时，总希望找到最大功率点，让太阳能电池以最大功率给电池充电。这需要在实际使用 时，首先要对太阳能板性能进行测试，做出光照各种条件下的电流_电压曲线，确定各种条 件下的最大功率Pmax点及其对应的电流，参见图2。申请号为01138685. 1，专利技术名称为“太阳能充电系统”的专利，就通过测量特定太 阳能电池在各种光照条件下的电压-电流曲线，并给出各种光照条件下的最大输出功率， 通过预设拟合线来控制太阳能电池在最大输出功率附近输出电压和电流。这种方法所需要 的电路复杂，太阳能在各种调整电路上的能量损耗也比较大，而且需要针对特定的太阳能 板做预先测试和拟合分析。申请号为200710091016. 8，专利技术名称为“太阳能充电电池”的专利揭示了通过对太 阳能电池进行DC-DC(直流-直流)变换升压后再进行充电的技术，但是由于引入了 DC-DC 变换，降低了太阳能电池能量的利用效率。本专利技术则提供一种新的技术用以改善或解决上述的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种改进的太阳能充电装置及充电方法，其可 以有效提供太阳能利用效率，并实现方法简单。本专利技术通过这样的技术方案解决上述的技术问题一种太阳能充电装置，其中，所述装置包括太阳能电池、功率控制模块、充电电池、 电压调整电路、电压比较控制电路以及基准电压产生电路；太阳能电池将太阳能转换为电能，为充电电池提供充电电源；功率控制模块连接在太阳能电池和充电电池之间，用于开启或关闭太阳能电池提供给充电电池的充电电源；充电电池与电压调整电路连接，电压调整电路与电压比较控制电路连接；电压调整电路调整充电电池的当前电压获得比较电压，并将所述比较电压提供至电压比较控制电 路的第一输入端；基准电压产生电路与电压比较控制电路连接，提供基准电压至电压比较控制电路 的第二输入端；电压比较控制电路的输出端连接到功率控制模块的控制输入端，其通过比较第一 和第二输入端的基准电压和比较电压，输出电压控制信号至功率控制模块的控制输入端； 如果比较电压小于基准电压，电压比较控制电路输出开启充电的信号至功率控制模块以开 启充电电源；如果比较电压大于或等于基准电压，电压比较控制电路输出停止充电的信号 至功率控制模块以关闭充电电源。作为本专利技术的一种改进，充电电池还连接到电压比较控制电路，充电电池可为电 压比较控制电路和电压调整电路提供工作电源。作为本专利技术的一种改进，基准电压产生电路可与充电电池连接，由充电电池的正 极电压作为输入，通过基准电压产生电路产生基准电压。作为本专利技术的一种改进，基准电压产生电路为电池，以电池电压作为基准电压，连 接至电压比较控制电路的第二输入端。作为本专利技术的一种改进，所述电池的电压为1.5V。作为本专利技术的一种改进，所述装置还包括一个防反向控制模块，其连接在功率控 制模块和充电电池之间，用于防止充电电池反向放电。作为本专利技术的一种改进，所述功率控制模块为P沟道耗尽型场效应管，所述的防 反向控制模块为防反向二极管。作为本专利技术的一种改进，太阳能电池连接P沟道耗尽型场效应管的源极，P沟道耗 尽型场效应管的栅极与电压比较控制电路的输出端相连，漏极与防反向二极管相连。作为本专利技术的一种改进，电压调整电路包括两个调整电阻以及电位器，电位器串 联在两个调整电阻之间。作为本专利技术的一种改进，充电电池的当前电压通过两个调整电阻以及电位器调节 分压后输出比较电压，所述比较电压输出至电压比较控制电路的第一输入端。一种太阳能充电方法，其中，电压比较控制电路比较第一和第二输入端的基准电压和比较电压；如果比较电压小于基准电压时，即判断为充电电池电量不足，电压比较控制电路 输出开启充电的信号至功率控制模块以开启充电电源；如果比较电压等于或者大于基准电压时，即判断为充电电池处于饱和态，电压比 较控制电路输出关闭充电的信号至功率控制模块以关闭充电电源。作为本专利技术的一种改进，在太阳能电池进行充电之前，还包括确定电路调整的步 骤获取充电电池在处于饱和态时的最大电压；在电压调整电路的输入端输入恒定的最大电压；通过控制电压调整电路和基准电压产生电路，使电压比较控制电路第一和第二输入端的比较电压与基准电压之间的差值大于等于0V，同时小于0. 1V。作为本专利技术的一种改进，所述的充电电池达到饱和态时的最大电压小于充电电池 循环使用后再充电时的最大允许充电电压和充电电池在浮充时的最大允许充电电压中的 其中一个电压值。与现有技术相比较，在本专利技术中根据所需充电电池的要求，选择合适的太阳能电 池，不经过电压转换，除了必要的功率控制和防反向电路外，利用太阳能电池直接给充电电 池充电，支持充电电池循环使用完毕后再充电以及以浮充方式充电，提高太阳能利用效率， 实现方法简单。附图说明图1为现有技术中相同日照条件下太阳能电池的输出特性。图2为现有技术中各种日照条件下太阳能电池的输出特性。图3为本专利技术提供的太阳能充电装置的架构示意图。图4为本专利技术提供的太阳能充电装置的具体电路示意图。具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图3，所述太阳能充电装置包括太阳能电池1、功率控制模块2、防反向控制 模块3、电压调整电路4、基准电压产生电路5、电压比较控制电路6以及充电电池7。太阳能电池1连接到功率控制模块2的第一输入端，功率控制模块2的输出端连 接到防反向控制模块3的输入端，防反向控制模块3的输出端连接到充电电池7的输入端。 充电电池7的输出端连接到电压调整电路4的输入端，电压调整电路4的输出端连接到电 压比较控制电路6的第一输入端。充电电池7的输出端同时连接到基准电压产生电路5的 输入端以及电压比较控制电路6的电源输入端。基准电压产生电路5的输出端连接到电压 比较控制电路6的第二输入端。电压比较控制电路6的输出端连接到功率控制模块2的第 二输入端。太阳能电池1将太阳能转换为电能，为充电电池7提供充电电源。功率控制模块2用于开启或关闭太阳能电池1提供的充电电源。防反向控制模块3用于防止充电电池7反向放电。充电电池7为电压比较控制电路6、电压调整电路4和基准电压产生电路5提供工作电源。此外，充电电池7与电压调整电路4连接，电压调整电路4用于调整充电电池7的 当前电压Ul获得一个比较电压U2，并提供该比较电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能充电装置，其特征在于，所述装置包括太阳能电池、功率控制模块、充电电池、电压调整电路、电压比较控制电路以及基准电压产生电路；太阳能电池将太阳能转换为电能，为充电电池提供充电电源；功率控制模块连接在太阳能电池和充电电池之间，用于开启或关闭太阳能电池提供给充电电池的充电电源；充电电池与电压调整电路连接，电压调整电路与电压比较控制电路连接；电压调整电路调整充电电池的当前电压获得比较电压，并将所述比较电压提供至电压比较控制电路的第一输入端；基准电压产生电路与电压比较控制电路连接，提供基准电压至电压比较控制电路的第二输入端；电压比较控制电路的输出端连接到功率控制模块的控制输入端，其通过比较第一和第二输入端的基准电压和比较电压，输出电压控制信号至功率控制模块的控制输入端；如果比较电压小于基准电压时，电压比较控制电路输出开启充电的信号至功率控制模块以开启充电电源；如果比较电压大于或等于基准电压时，电压比较控制电路输出停止充电的信号至功率控制模块以关闭充电电源。

【技术特征摘要】
一种太阳能充电装置，其特征在于，所述装置包括太阳能电池、功率控制模块、充电电池、电压调整电路、电压比较控制电路以及基准电压产生电路；太阳能电池将太阳能转换为电能，为充电电池提供充电电源；功率控制模块连接在太阳能电池和充电电池之间，用于开启或关闭太阳能电池提供给充电电池的充电电源；充电电池与电压调整电路连接，电压调整电路与电压比较控制电路连接；电压调整电路调整充电电池的当前电压获得比较电压，并将所述比较电压提供至电压比较控制电路的第一输入端；基准电压产生电路与电压比较控制电路连接，提供基准电压至电压比较控制电路的第二输入端；电压比较控制电路的输出端连接到功率控制模块的控制输入端，其通过比较第一和第二输入端的基准电压和比较电压，输出电压控制信号至功率控制模块的控制输入端；如果比较电压小于基准电压时，电压比较控制电路输出开启充电的信号至功率控制模块以开启充电电源；如果比较电压大于或等于基准电压时，电压比较控制电路输出停止充电的信号至功率控制模块以关闭充电电源。2.根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于充电电池还连接到电压比较 控制电路，充电电池可为电压比较控制电路和电压调整电路提供工作电源。3.根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于基准电压产生电路可与充电 电池连接，由充电电池的正极电压作为输入，通过基准电压产生电路产生基准电压。4.根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于基准电压产生电路为电池，以 电池电压作为基准电压，连接至电压比较控制电路的第二输入端。5.根据权利要求4所述的太阳能充电装置，其特征在于所述电池的电压为1.5V。6.根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于所述装置还包括一个防反向 控制模块，其连接在功率控制模块和充电电池之间，用于防止充电电池反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王漫，郭斌，裴俊，何宁，冯改玲，
申请(专利权)人：上海市计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]