專利名稱：：一種太陽能充電器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及太陽能充電
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種太陽能充電器電路。
背景技術(shù)：
：隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展與普及，電子產(chǎn)品開始向便攜化、輕型化方向不斷發(fā)展。便攜輕型的電子產(chǎn)品如手機(jī)、PDA(個(gè)人數(shù)碼助理)、MP3(音頻層3)播發(fā)器、MP4播放器、數(shù)碼相機(jī)和PSP(PlayStationPortable，便攜式游戲機(jī))等，其絕大多數(shù)都是采用可以重復(fù)使用的可充電電池為能源。太陽能作為一種節(jié)能環(huán)保的新型能源，逐漸成為上述便攜設(shè)備的可充電電池的新型充電能源。但是，由于受光伏電池轉(zhuǎn)換效率影響，太陽能充電器的充電效率一般都比較低，充電電流較小，因?yàn)椋柲芄夥姵氐妮敵鲭妷罕容^低，目前大多數(shù)太陽能充電器都是將太陽能光伏電池串聯(lián)使用，以提高太陽能充電器的充電電壓來為電池充電，這種方式雖然成本略低，但充電效率也大為降低，且光伏電池串聯(lián)以后，如果在充電時(shí)，串聯(lián)起來的某一塊光伏電池被遮擋，就會造成這部分光伏電池溫度上升，容易損壞，而只要串聯(lián)的光伏電池中的某一塊光伏電池?fù)p壞，就會使串聯(lián)的整個(gè)光伏電池全部報(bào)廢。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能充電器，解決太陽能電池串連使用充電效率低且容易損壞的問題，實(shí)現(xiàn)一種充電效率高且不易損壞的太陽能充電器電路。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種太陽能充電器電路，包括由相互并聯(lián)的太陽能電池組成的太陽能電池組、第一儲能元件、第二儲能元件、電感性元件、開關(guān)元件、電流反灌保護(hù)元件和控制器，其中第一儲能元件并聯(lián)在太陽能電池組的兩端；電感性元件的一端連接第一儲能元件的正極，另一端連接開關(guān)元件的第一端子；電流反灌保護(hù)元件的一端連接電感性元件與開關(guān)元件的連接端，另一端連接第二儲能元件的正極；第二儲能元件的負(fù)極和開關(guān)元件的第二端子連接太陽能電池組的負(fù)極；控制器的電位檢測端連接太陽能電池組的正極，第一輸出端連接開關(guān)元件的第三端子，向該開關(guān)元件發(fā)送控制導(dǎo)通與關(guān)閉的控制信號。進(jìn)一步地，開關(guān)元件為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)，第一端子為漏極(D極)，第二端子為源極(S極)，第三端子為柵極(G極)，控制器向MOSFET發(fā)送的控制信號為脈寬調(diào)制(PWM)信號。進(jìn)一步地，電流反灌保護(hù)元件為二極管，該二極管的正極連接電感性元件與開關(guān)元件的連接端，負(fù)極連接第二儲能元件的正極。進(jìn)一步地，電流反灌保護(hù)元件為M0SFET，該MOSFET的D極連接電感性元件與開關(guān)元件的連接端，S極連接第二儲能元件的正極，G極連接控制器的第二輸出端，該控制器向該MOSFET發(fā)送與發(fā)送給開關(guān)元件的PWM信號相位相反的PWM信號。進(jìn)一步地，電流反灌保護(hù)元件為二極管與MOSFET的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，該二極管的正極連接電感性元件與開關(guān)元件的連接端，負(fù)極連接該MOSFET的D極，該MOSFET的S極連接第二儲能元件的正極，G極連接控制器的第二輸出端，該控制器向該MOSFET發(fā)送與發(fā)送給開關(guān)元件的PWM信號相位相反的PWM信號。進(jìn)一步地，電流反灌保護(hù)元件為二極管與MOSFET的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，二極管的正極連接該MOSFET的D極，負(fù)極連接該MOSFET的S極，該二極管的正極與該MOSFET的D極的連接端連接電感性元件與開關(guān)元件連接端，該二極管的負(fù)極與該MOSFET的S極的連接端連接第二儲能元件的正極，該MOSFET的G極連接控制器的第二輸出端，該控制器向該MOSFET發(fā)送與發(fā)送給開關(guān)元件的PWM信號相位相反的PWM信號。進(jìn)一步地，第一儲能元件和第二儲能元件為電容。進(jìn)一步地，第二儲能元件的正極和負(fù)極分別連接充電電池的正極和負(fù)極。綜上所述，本實(shí)用新型的太陽能充電器電路采用太陽能電池并聯(lián)方式，通過電路升壓提高充電電壓，從而大大提高了充電效率，并且，太陽能電池并聯(lián)方式提高了電池組輸出的電流，也不會因遮擋而發(fā)熱，不會因此而損壞，并聯(lián)的太陽能電池中即使局部的某一塊電池?fù)p壞也不會使整個(gè)電池組無法使用，其余部分仍可照常工作，從而大大提高了太陽能充電器電路的使用壽命。圖1是本實(shí)用新型的太陽能充電器電路的電流反灌保護(hù)元件使用二極管時(shí)的電路圖；圖2是本實(shí)用新型的太陽能充電器電路的電流反灌保護(hù)元件使用P溝道MOSFET的電路圖；圖3是本實(shí)用新型的太陽能充電器電路的電流反灌保護(hù)元件使用二極管與P溝道MOSFET串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電路圖；圖4是本實(shí)用新型的太陽能充電器電路的電流反灌保護(hù)元件使用二極管和P溝道MOSFET并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電路圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)用新型的充電器電路可以設(shè)置在殼體中，以方便對電池充電，該充電器電路包括太陽能電池組1、第一儲能元件2、第二儲能元件3、電感性元件4、開關(guān)元件5、電流反灌保護(hù)元件6和控制器7，其中太陽能電池組1包含多塊相互并聯(lián)的太陽能電池，太陽能電池可采用太陽能光伏電池，太陽能電池組1安裝在殼體表面。第一儲能元件2和第二儲能元件3采用電容，為簡化稱呼，以下將第一儲能元件2稱為Cl，將第二儲能元件3稱為C2，Cl與太陽能電池組1并聯(lián)，即，正極與太陽能電池組1的正極連接，負(fù)極與太陽能電池組1的負(fù)極連接。待充電的電池并聯(lián)在C2的兩端，即，電池的正極和負(fù)極分別連接C2的正極和負(fù)極。Cl和C2可以選用22uF(微法)以上并且ESR(等效串聯(lián)電阻)比較低的電容，可以有效地降低輸出電壓的紋波。電感性元件4為功率電感，以下稱為Li，開關(guān)元件5為N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)，以下稱為VTl。Ll的一端連接Cl的正極，另一端連接VTl的第一端子51(漏極，即D極)，VTl的第二端子52(源極，即S極)接地，第三端子(柵極G極)連接控制器7的第一輸出端72，控制器的電位檢測端71連接太陽能電池組1的正極，用以檢測太陽能電池組1的正極電位。電流反灌保護(hù)元件6為二極管(VDl)，二極管VDl的正極連接VTl的D極，VDl的負(fù)極連接C2的正極，C2的負(fù)極接地。VDl正向?qū)ǚ聪蚪刂梗乐钩潆姷碾姵胤垂嚯娏?。如圖2所示，電流反灌保護(hù)元件6還可以采用P溝道MOSFET(VT2)，VT2的D極連接Ll與VTl的連接端，VT2的S極連接C2的正極，G極連接控制器7的第二輸出端73。如圖3所示，電流反灌保護(hù)元件6還可以采用VDl與VT2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，VDl的正極連接Ll與VTl的連接端，負(fù)極連接VT2的D極，VT2的S極連接C2的正極，G極連接控制器7的第二輸出端73。如圖4所示，電流反灌保護(hù)元件6還可以采用VDl與VT2的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，VDl的正極連接VT2的D極，負(fù)極連接VT2的S極，該VDl的正極與VT2的D極的連接端連接Ll與VTl的連接端，VDl的負(fù)極與VT2的S極的連接端連接C2的正極，VT2的G極連接控制器7的第二輸出端73。下面對本實(shí)用新型的電路的工作原理進(jìn)行說明。在有陽光照射的情況下，太陽能電池組1產(chǎn)生大約0.5V0.6V的電壓，控制器7的電位檢測端檢測太陽能電池組1的電壓(即，太陽能電池組1的正極電位)，控制器7根據(jù)檢測到的電壓值和太陽能電池的功率曲線，采用如擾動觀測算法等算法跟蹤太陽能電池的最大功率點(diǎn)，生成PWM(脈寬調(diào)制)信號，PWM信號的占空比隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增大，頻率隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而加快，或者頻率也可以不必變化?？刂破?在第一輸出端72上向N溝道MOSFET管VTl的G極輸出所產(chǎn)生的PWM信號，以控制N溝道MOSFET管VTl的導(dǎo)通與關(guān)閉。當(dāng)PWM信號為高電平時(shí)，VTl導(dǎo)通，電流由太陽能電池組1的正極，經(jīng)Ll和VTl流回到太陽能電池組1的負(fù)極，為Cl充電；當(dāng)PWM信號為低電平時(shí)，VTl關(guān)閉，在一個(gè)開關(guān)周期中，Ll的電流變化與Ll兩端電壓的關(guān)系為V=LX(di/dt)，由于PWM信號高低電平變化的時(shí)間很短，因此，會在Ll兩端產(chǎn)生一個(gè)比較高的電壓，達(dá)到為電路升壓的目的。VTl關(guān)閉時(shí)，Ll兩端的高電壓、Cl和太陽能電池組1同時(shí)為電池充電。由于Ll兩端的高電壓是脈沖式的，而電容的特性是兩端電壓不會突變，因此，采用C2將這個(gè)脈沖式的高電壓濾成略高于電池電壓的比較平整的電壓，C2的電容值越大，濾波效果越好，當(dāng)然由于成本和空間的因素，也不宜選得過大，一般取22uFIOOuF為宜。當(dāng)電流反灌保護(hù)元件6采用P溝道MOSFET管VT2或VT2與VDl的串聯(lián)或并聯(lián)組合時(shí)，控制器7通過第二輸出端73向VT2的G極輸出另一個(gè)與前述輸出給VTl的PWM信號相位相反的PWM控制信號，使VTl和VT2分時(shí)打開，防止電池反灌電流。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種太陽能充電器電路，包括由相互并聯(lián)的太陽能電池組成的太陽能電池組(1)、第一儲能元件(2)、第二儲能元件(3)、電感性元件(4)、開關(guān)元件(5)、電流反灌保護(hù)元件(6)和控制器(7)，其中所述第一儲能元件(2)并聯(lián)在所述太陽能電池組(1)的兩端；所述電感性元件(4)的一端連接所述第一儲能元件(2)的正極，另一端連接所述開關(guān)元件(5)的第一端子(51)；所述電流反灌保護(hù)元件(6)的一端連接所述電感性元件(4)與開關(guān)元件(5)的連接端，另一端連接所述第二儲能元件(3)的正極；所述第二儲能元件(3)的負(fù)極和所述開關(guān)元件(5)的第二端子(52)連接所述太陽能電池組(1)的負(fù)極；所述控制器(7)的電位檢測端(71)連接所述太陽能電池組(1)的正極，第一輸出端(72)連接所述開關(guān)元件(5)的第三端子(53)，向該開關(guān)元件(5)發(fā)送控制導(dǎo)通與關(guān)閉的控制信號。2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述開關(guān)元件(5)為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管M0SFET，所述第一端子(51)為漏極D極，第二端子(52)為源極S極，第三端子(53)為柵極G極，所述控制器(7)向所述MOSFET發(fā)送的控制信號為脈寬調(diào)制PWM信號。3.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述電流反灌保護(hù)元件(6)為二極管，該二極管的正極連接所述電感性元件(4)與開關(guān)元件(5)的連接端，負(fù)極連接所述第二儲能元件(3)的正極。4.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述電流反灌保護(hù)元件(6)為M0SFET，該MOSFET的D極連接所述電感性元件(4)與開關(guān)元件(5)的連接端，S極連接所述第二儲能元件(3)的正極，G極連接所述控制器(7)的第二輸出端(73)，該控制器(7)向該MOSFET發(fā)送與發(fā)送給所述開關(guān)元件(5)的PWM信號相位相反的PWM信號。5.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述電流反灌保護(hù)元件(6)為二極管與MOSFET的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，該二極管的正極連接所述電感性元件(4)與開關(guān)元件(5)的連接端，負(fù)極連接該MOSFET的D極，該MOSFET的S極連接所述第二儲能元件(3)的正極，G極連接所述控制器(7)的第二輸出端(73)，該控制器(7)向該MOSFET發(fā)送與發(fā)送給所述開關(guān)元件(5)的PWM信號相位相反的PWM信號。6.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述電流反灌保護(hù)元件(6)為二極管與MOSFET的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述二極管的正極連接該MOSFET的D極，負(fù)極連接該MOSFET的S極，該二極管的正極與該MOSFET的D極的連接端連接所述電感性元件(4)與開關(guān)元件(5)的連接端，該二極管的負(fù)極與該MOSFET的S極的連接端連接所述第二儲能元件(3)的正極，該MOSFET的G極連接所述控制器(7)的第二輸出端(73)，該控制器(7)向該MOSFET發(fā)送與發(fā)送給所述開關(guān)元件(5)的PWM信號相位相反的PWM信號。7.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述第一儲能元件(2)和第二儲能元件(3)為電容。8.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述第二儲能元件(3)的正極和負(fù)極分別連接充電電池的正極和負(fù)極。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能充電器電路，包括由相互并聯(lián)的太陽能電池組成的太陽能電池組、第一儲能元件、第二儲能元件、電感性元件、開關(guān)元件、電流反灌保護(hù)元件和控制器，其中第一儲能元件并聯(lián)在太陽能電池組的兩端；電感性元件的一端連接第一儲能元件的正極，另一端連接開關(guān)元件的第一端子；電流反灌保護(hù)元件的一端連接電感性元件與開關(guān)元件的連接端，另一端連接第二儲能元件的正極；第二儲能元件的負(fù)極和開關(guān)元件的第二端子連接太陽能電池組的負(fù)極；控制器的電位檢測端連接太陽能電池組的正極，第一輸出端連接開關(guān)元件的第三端子，向該開關(guān)元件發(fā)送控制導(dǎo)通與關(guān)閉的控制信號。文檔編號H02N6/00GK201663458SQ200920352230公開日2010年12月1日申請日期2009年12月31日優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日發(fā)明者李凱,高謙者申請人:中興通訊股份有限公司