一種太陽能輔助供電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種太陽能輔助供電裝置，包括太陽能電池、備用電池、蓄電池，太陽能電池或者備用電池利用電池選擇電路給所述蓄電池充電。本實(shí)用新型實(shí)施例通過將太陽能電池、備用電池、蓄電池設(shè)置在一起，同時(shí)增加電池選擇電路，保證了在工作的任何時(shí)刻，選用合適的電源對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，最大限度的發(fā)揮太陽能電池的作用，減少對(duì)備用電池的浪費(fèi)，同時(shí)保護(hù)蓄電池充電完成之后與太陽能電池隔離，杜絕電路安全隱患，與此同時(shí)，引入的電池選擇電路結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，自身耗電低，進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)電流消耗。
【專利說明】一種太陽能輔助供電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池供電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種太陽能輔助供電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]不停車收費(fèi)系統(tǒng)目前在全國范圍內(nèi)大面積推廣，考慮到我國實(shí)施的不停車收費(fèi)系統(tǒng)采用的是雙片式車載電子標(biāo)簽，這就需要車載電子標(biāo)簽有較強(qiáng)的電源模塊為工作模塊(讀卡模塊、Dsrc接收發(fā)射模塊等)工作提供足夠的電力。由于車載電子標(biāo)簽是一次固定在車輛上，不允許私自拆卸，電池電量耗盡后更換電池需要到指定的維修機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆卸，非常不方便；而且受到成本和應(yīng)用環(huán)境制約，現(xiàn)有技術(shù)中的一種方法為:使用太陽能電池加備用電池的復(fù)合供電方案，這種方案成為市場推廣的主流方案。
[0003]在實(shí)際應(yīng)用中，通過太陽能電池加備用電池給蓄電池充電的方式作為車載電子標(biāo)簽的供電單元，太陽能電池的供電電流很小，而充電電壓較高；備用電池提供的供電電流較大，但備用電池容量有限，且在具體應(yīng)用中不能更換；蓄電池的工作電壓與備用電池電壓相同，低于太陽能電池電壓，能夠存儲(chǔ)大量能量，供設(shè)備日常使用。太陽能電池和備用電池都給蓄電池充電，蓄電池給設(shè)備直接供電，工作狀態(tài)下可以輸出很高的電流。
[0004]上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)為:太陽能電池與備用電池的工作特性差異較大，這種特性差異在實(shí)際應(yīng)用中帶來一些問題，當(dāng)蓄電池放電，給設(shè)備供電之后，蓄電池電壓下降，需要補(bǔ)充能量，此時(shí)如果太陽能電池與備用電池同時(shí)給蓄電池充電，由于備用電池的供電電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于太陽能電池的供電電流，導(dǎo)致太陽能電池實(shí)際上相當(dāng)于沒有充電，導(dǎo)致沒有發(fā)揮太陽能電池充電的作用；當(dāng)蓄電池的容量被充滿之后，由于備用電池與蓄電池的工作電壓相當(dāng)，備用電池將不會(huì)繼續(xù)充電，而太陽能電池電壓較大，將會(huì)出現(xiàn)太陽能電池給蓄電池以超過工作電壓的方式進(jìn)行充電，容易造成電路安全隱患，電源整體的利用率很低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種太陽能輔助供電裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，自身耗電量低能夠減少備用電池浪費(fèi)，同時(shí)保護(hù)蓄電池在充滿以后及時(shí)斷電，杜絕電路安全隱患。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種太陽能輔助供電裝置，其中包括太陽能電池、備用電池、蓄電池，所述太陽能電池和備用電池通過電池選擇電路與所述蓄電池連接，太陽能電池或者備用電池利用所述電池選擇電路給所述蓄電池充電。
[0007]所述電池選擇電路包括:第一壓控限流器、第二壓控限流器和壓控開關(guān)，所述第一壓控限流器的一端通過電路和所述太陽能電池連接，另一端和所述壓控開關(guān)連接，所述第二壓控限流器的一端通過電路和所述備用電池連接，另一端和所述壓控開關(guān)連接，所述壓控開關(guān)通過所述輸出端口和所述蓄電池連接。
[0008]所述電池選擇電路的壓控開關(guān)具有三個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，其中三個(gè)輸入端口分別和所述第一壓控限流器、所述第二壓控限流器還有蓄電池的電壓反饋電路通過電路連接，輸出端口和所述蓄電池通過電路連接。
[0009]所述第一壓控限流器和第二壓控限流器包括:專用電流傳感器、電子控制器、電容器、點(diǎn)火觸發(fā)變壓器、快速隔離器、高壓限流熔斷器組成，該高壓限流熔斷器的限制電流是根據(jù)所述蓄電池的最大工作電流而確定，充當(dāng)輸入電源的開關(guān)。
[0010]所述壓控開關(guān)包括:感測工作電壓的電壓傳感器、集成芯片或集成電路，所述集成芯片或集成電路根據(jù)所述電壓傳感器感測到的所述蓄電池反饋的電壓信號(hào)，選擇接通和所述第一壓控限流器之間的電路，或者選擇接通和所述第二壓控限流器之間的電路，或者將和所述第一壓控限流器之間的電路、和所述第二壓控限流器之間的電路都不接通。
[0011]所述太陽能電池由弱光型非晶硅太陽能電池板串聯(lián)構(gòu)成。
[0012]所述蓄電池為聚合物鋰電容蓄電池。
[0013]所述太陽能輔助供電裝置應(yīng)用于車載電子標(biāo)簽的供電系統(tǒng)。
[0014]由上述本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例通過將太陽能電池、備用電池、蓄電池設(shè)置在一起，同時(shí)增加電池選擇電路，在工作的任何時(shí)刻，選用合適的電源對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，最大限度的發(fā)揮太陽能電池的作用，減少對(duì)備用電池的浪費(fèi)，提高了電池的整體利用率，同時(shí)保護(hù)蓄電池充電完成之后與太陽能電池隔離，杜絕電路安全隱患，與此同時(shí)，引入的電池選擇電路結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，自身耗電低，進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)電流消耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽能輔助供電裝置的電路結(jié)構(gòu)原理圖，圖中，電池選擇電路100、太陽能電池110、備用電池120、壓控限流器130、壓控限流器140、壓控開關(guān)150、蓄電池160。
[0016]圖2為應(yīng)用了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽能輔助供電裝置的車載電子標(biāo)簽電路結(jié)構(gòu)原理圖，圖中，電池選擇電路100、太陽能電池110、備用電池120、壓控限流器130、壓控限流器140、壓控開關(guān)150、蓄電池160、車載電子標(biāo)簽電路170。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為便于對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說明，且實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。
[0018]本實(shí)用新型是利用太陽能電池110和備用電池120通過電池選擇電路100選擇單一電源對(duì)蓄電池160進(jìn)行充電，從而對(duì)車載電子標(biāo)簽進(jìn)行供電，提高電路的工作效率和使用壽命。
[0019]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種太陽能輔助供電裝置的具體電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體包括太陽能電池110、備用電池120、蓄電池160，上述太陽能電池110和備用電池120通過電池選擇電路100與上述蓄電池160連接，太陽能電池110或者備用電池120利用電池選擇電路100給蓄電池160充電。電池選擇電路100通過接收蓄電池160的電壓反饋信號(hào)，控制在使用太陽能電池110對(duì)蓄電池160進(jìn)行充電時(shí)斷開備用電池120充電回路；或者使用備用電池120對(duì)蓄電池160進(jìn)行充電時(shí)斷開太陽能電池110充電回路；而在蓄電池160電量充滿之后關(guān)斷整個(gè)太陽能供電裝置，降低了供電系統(tǒng)的自耗電流，提高了電源的整體利用效率。
[0020]上述壓控開關(guān)150具有三個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，其中三個(gè)輸入端口分別和第一壓控限流器130、第二壓控限流器140通過電路連接還有蓄電池160的電壓反饋電路通過電路進(jìn)行連接，蓄電池160通過壓控開關(guān)150的此輸入端口將自身的電壓信號(hào)反饋給壓控開關(guān)150的電壓傳感器，輸出端口和蓄電池160通過電路連接。
[0021]上述壓控開關(guān)150包括一個(gè)感測工作電壓的電壓傳感器和集成芯片或集成電路，上述蓄電池160通過上述壓控開關(guān)150的輸入端口將自身的電壓信號(hào)反饋給壓控開關(guān)150的電壓傳感器，上述集成芯片或集成電路根據(jù)電壓傳感器感測到的蓄電池160反饋的電壓信號(hào)，選擇接通和第一壓控限流器130之間的電路，或者選擇接通和第二壓控限流器140之間的電路，或者選擇將和所述第一壓控限流器(130)之間的電路、和所述第二壓控限流器(140 )之間的電路都不接通。
[0022]上述第一壓控限流器(130)和第二壓控限流器(140)包括:專用電流傳感器、電子控制器、電容器、點(diǎn)火觸發(fā)變壓器、快速隔離器、高壓限流熔斷器組成，該高壓限流熔斷器的限制電流是根據(jù)所述蓄電池(160)的最大工作電流而確定，充當(dāng)輸入電源的開關(guān)。
[0023]上述第一壓控限流器130可以根據(jù)蓄電池160的最大工作電流來確定當(dāng)上述太陽能電池110對(duì)上述蓄電池160進(jìn)行充電時(shí)，充電回路中的電流大??；上述第二壓控限流器140可以根據(jù)蓄電池160的最大工作電流來確定當(dāng)上述備用電池120對(duì)上述蓄電池160進(jìn)行充電時(shí)，充電回路中的電流大小。第一壓控限流器130的一端通過電路和太陽能電池110連接，另一端和所述壓控開關(guān)150連接，第二壓控限流器140的一端通過電路和所述備用電池120連接，另一端和所述壓控開關(guān)150連接。
[0024]在一般情況下，蓄電池160上的電壓被劃分成高電壓、中電壓和低電壓三個(gè)狀態(tài)，根據(jù)上述三個(gè)狀態(tài)可以設(shè)置第一電壓門限值、第二電壓門限值，當(dāng)蓄電池160反饋的電壓信號(hào)小于第一電壓門限值時(shí)，蓄電池160的電壓為低電壓；當(dāng)蓄電池160反饋的電壓信號(hào)大于或者等于第一電壓門限值時(shí)且小于第二電壓門限值時(shí)，蓄電池160的電壓為中電壓；當(dāng)蓄電池160反饋的電壓信號(hào)大于或者等于第二電壓門限值時(shí)，蓄電池160的電壓為高電壓。上述第一門限值可以為3.3V，上述第二門限值可以為3.5V。
[0025]上述壓控開關(guān)150如果選擇接通和第一壓控限流器130之間的電路，則由太陽能電池110通過電路連接給蓄電池160進(jìn)行充電，太陽能電池110為9節(jié)弱光型非晶硅太陽能電池串聯(lián)，串聯(lián)后開路輸出電壓為5.4V，輸出的電流在幾十微安至幾毫安之間，此時(shí)第一壓控限流器130根據(jù)所述蓄電池160的最大工作電流來控制此充電通路中的充電電流。
[0026]壓控開關(guān)150如果選擇接通和第二壓控限流器140之間的電路，則由備用電池120通過電路連接給蓄電池160進(jìn)行充電，備用電池120工作電壓為3.6V，輸出的電流約為幾毫安，此時(shí)第二壓控限流器140根據(jù)所述蓄電池160的最大工作電流來控制此充電通路中的充電電流。
[0027]上述蓄電池400的工作電壓設(shè)定在3.6V，蓄電池160直接連接用電回路，具有很強(qiáng)的蓄電能力和瞬間大電流放電能力。這種通過電池選擇電路100控制兩個(gè)充電電路的通斷的充電方式，最大限度的發(fā)揮了太陽能電池110的效用，同時(shí)也能保證蓄電池160的電能能夠及時(shí)補(bǔ)充。
[0028]示例性的，上述蓄電池160上的高電壓范圍可以為:3.5V至3.7V，中電壓范圍可以為:3.3V至3.5V，低電壓范圍可以為:0至3.3V。在高電壓即電量充足的狀態(tài)下，蓄電池160的電壓較高，壓控開關(guān)150的集成芯片或集成電路，根據(jù)電壓傳感器感測到的蓄電池160反饋的高電壓的電壓反饋信號(hào)，選擇既不接通和第一壓控限流器140之間的連接電路，也不接通和第二限流器140之間的連接電路，保持中關(guān)斷狀態(tài)，既節(jié)約了備用電池120，又防止了太陽能電池110和備用電池120對(duì)蓄電池160過充而造成安全隱患。
[0029]在中電壓即電量中等狀態(tài)下，蓄電池160的電壓中等，需要小電流進(jìn)行補(bǔ)充，壓控開關(guān)150的集成芯片或集成電路，根據(jù)電壓傳感器感測到的蓄電池160反饋的中電壓的電壓反饋信號(hào)，選擇接通和第一壓控限流器140之間的連接電路，此時(shí)太陽能電池110通過電路連接對(duì)蓄電池160進(jìn)行充電，斷開備用電池120充電電路，提高了太陽能電池110的使用效率，此時(shí)第一壓控限流器130處于限流狀態(tài)，根據(jù)蓄電池160的工作電流控制太陽能電池100對(duì)蓄電池160充電的電流為中等，這樣一方面能夠盡快充滿蓄電池160，同時(shí)太陽能電池110的電流不會(huì)太大，減少太陽能電池110內(nèi)阻上的消耗，使太陽能電池110能夠與蓄電池160良好匹配。
[0030]在低電壓即電量不足的狀態(tài)下，蓄電池160的電壓較低，壓控開關(guān)150的集成芯片或集成電路，根據(jù)電壓傳感器感測到的蓄電池160反饋的低電壓的電壓反饋信號(hào)，選擇接通和第二壓控限流器140之間的電路，由備用電池120通過電路連接給上述蓄電池160充電，斷開太陽能電池110充電連接電路。防止太陽能電池110和備用電池120對(duì)蓄電池160同時(shí)充電造成過充，造成安全隱患。在電量不足的狀態(tài)下，蓄電池160需要大電流迅速充電，此時(shí)第二壓控限流器140處于限流狀態(tài)，根據(jù)蓄電池160的工作電流控制太陽能電池100對(duì)蓄電池160的充電的電流為中等電流。即通過備用電池120對(duì)蓄電池160進(jìn)行充電，同時(shí)充電的電流中等，這樣能夠迅速補(bǔ)充蓄電池160的電量，同時(shí)減少備用電池120內(nèi)阻上的電量消耗，匹配蓄電池160的內(nèi)阻。整套充電方案既使太陽能電池110使用效率提高，又防止蓄電池160被太陽能電池和備用電池過充，同時(shí)防止蓄電池160電量過低影響后續(xù)用電設(shè)備正常工作。
[0031]圖2為應(yīng)用了本實(shí)用新型的太陽能輔助供電裝置的車載電子標(biāo)簽電路結(jié)構(gòu)原理圖。本實(shí)用新型作為不停車收費(fèi)系統(tǒng)車載電子標(biāo)簽的一部分，作用是為車載電子標(biāo)簽提供電源，太陽能輔助供電裝置電路連接在車載電子標(biāo)簽功能電路上，并為后者提供穩(wěn)定可靠的電源。太陽能輔助供電裝置與車載電子標(biāo)簽功能電路共同安裝在不停車收費(fèi)系統(tǒng)的車載電子標(biāo)簽內(nèi)部,共同完成不停車收費(fèi)的功能。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，太陽能輔助供電裝置共有三種狀態(tài)。蓄電池160充滿狀態(tài)，沒有任何電池給蓄電池160充電，電池選擇電路100保護(hù)蓄電池160 ;太陽能電池110充電狀態(tài)，備用電池120充電電路斷開；還有備用電池120充電狀態(tài)，太陽能電池110充電電路斷開。每種狀態(tài)應(yīng)用于不同場合，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池110高效率、供電系統(tǒng)安全和電源整體低損耗。
[0033]在一般情況下，車載電子標(biāo)簽的蓄電池160處于充滿狀態(tài)，整機(jī)待機(jī)，功耗很低。當(dāng)車載電子標(biāo)簽開始使用后，整機(jī)功耗增大，蓄電池160的電量下降，當(dāng)進(jìn)入中電壓即電量中等狀態(tài)后，壓控開關(guān)150感測到蓄電池160中電壓的電壓反饋信號(hào)，控制太陽能電池110充電電路打開，太陽能電池110對(duì)蓄電池160進(jìn)行緩慢充電。正常情況下，電子標(biāo)簽在一次使用完成后會(huì)迅速休眠，功耗很低，蓄電池160上的電壓會(huì)從中電壓即電量中等經(jīng)過一段時(shí)間的太陽能電池110充電，達(dá)到高電壓即電量充足狀態(tài)。[0034]在極端應(yīng)用狀態(tài)下，車載電子標(biāo)簽多次使用，蓄電池160的電量下降，進(jìn)入中電壓即電量中等狀態(tài)后，壓控開關(guān)150感測到蓄電池160中電壓的電壓反饋信號(hào)，控制太陽能電池110充電電路打開，太陽能電池110對(duì)蓄電池160進(jìn)行緩慢充電。這時(shí)車載電子標(biāo)簽在一次使用完成后如果又連續(xù)進(jìn)行多次使用，雖然太陽能電池110依然在小電流充電，但是蓄電池160電量還在下降，當(dāng)蓄電池160進(jìn)入電量不足狀態(tài)后，壓控開關(guān)150感測到蓄電池160低電壓的電壓反饋信號(hào)，控制備用電池120充電電路打開，備用電池120對(duì)蓄電池160迅速充電，電量緩慢回升。電子標(biāo)簽使用完成后迅速休眠，蓄電池160上的電壓會(huì)從電量不足通過一段時(shí)間的備用電池120的充電，達(dá)到中電壓即電量中等，然后再經(jīng)過一段時(shí)間的太陽能電池110充電，達(dá)到電量充足的狀態(tài)。
[0035]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例通過將太陽能電池110、備用電池120、蓄電160池設(shè)置在一起，同時(shí)增加電池選擇電路100,在工作的任何時(shí)刻,選用合適的電源對(duì)蓄電池160進(jìn)行充電，最大限度的發(fā)揮太陽能電池110的作用，減少對(duì)備用電池120的浪費(fèi)，同時(shí)保護(hù)蓄電池160充電完成之后與太陽能電池110隔離，杜絕電路安全隱患。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例引入的電池選擇電路100結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，自身耗電低，進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)電流消耗。
[0037]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能輔助供電裝置，其特征在于，包括:太陽能電池(110)、備用電池(120)、蓄電池(160 )，所述太陽能電池(110 )和備用電池(120 )通過電池選擇電路(100 )與所述蓄電池(160)連接，太陽能電池(110)或者備用電池(120)利用所述電池選擇電路(100)給所述蓄電池(160)充電；所述電池選擇電路(100)包括:第一壓控限流器(130)、第二壓控限流器(140)和壓控開關(guān)(150)，所述第一壓控限流器(130)的一端通過電路和所述太陽能電池(110)連接，另一端和所述壓控開關(guān)(150)連接，所述第二壓控限流器(140)的一端通過電路和所述備用電池(120)連接，另一端和所述壓控開關(guān)(150)連接，所述壓控開關(guān)(150)通過輸出端口和所述蓄電池(160)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助供電裝置，其特征在于，所述第一壓控限流器(130)和第二壓控限流器(140)包括:專用電流傳感器、電子控制器、電容器、點(diǎn)火觸發(fā)變壓器、快速隔離器、高壓限流熔斷器，該高壓限流熔斷器的限制電流是根據(jù)所述蓄電池(160)的最大工作電流而確定，充當(dāng)輸入電源的開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助供電裝置，其特征在于，所述壓控開關(guān)(150)具有三個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，其中三個(gè)輸入端口分別和所述第一壓控限流器(130)、所述第二壓控限流器(140)還有所述蓄電池(160)的電壓反饋電路通過電路連接，輸出端口和所述蓄電池(160 )通過電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助供電裝置，其特征在于，所述壓控開關(guān)(150)包括:感測工作電壓的電壓傳感器、集成芯片或集成電路，所述集成芯片或集成電路根據(jù)所述電壓傳感器感測到的所述蓄電池(160)反饋的電壓信號(hào)，選擇接通和所述第一壓控限流器(130)之間的電路，或者選擇接通和所述第二壓控限流器(140)之間的電路，或者將和所述第一壓控限流器(130)之間的電路、和所述第二壓控限流器(140)之間的電路都不接通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助供電裝置，其特征在于，所述太陽能電池(110)由弱光型非晶硅太陽能電池板串聯(lián)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能輔助供電裝置，其特征在于，所述蓄電池(160)為聚合物鋰電容蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的太陽能輔助供電裝置，其特征在于，所述太陽能輔助供電裝置應(yīng)用于車載電子標(biāo)簽的供電系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK203406639SQ201320407076
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】徐勇, 王波 申請(qǐng)人:航天信息股份有限公司