本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光能采集電路。

背景技術(shù)：

目前，太陽能應(yīng)用比較廣泛，其中一項重要的應(yīng)用便是太陽能發(fā)電。利用太陽能發(fā)的電可以送至電網(wǎng)，也可以先存儲以備后續(xù)利用等，比如常見的太陽能路燈，便是太陽能電池板發(fā)的電先存儲，在光線弱時為路燈供電，這些均是室外太陽光下的光能采集。而對于室內(nèi)弱光環(huán)境下的光能采集，因為太陽能電池板輸出的電壓/電流微弱，故必須先經(jīng)過存儲才能加以利用。

現(xiàn)有技術(shù)中，對室內(nèi)弱光的采集和利用主要集中在計算器和穿戴設(shè)備，功能簡單，設(shè)備耗電量小，其采集儲能方式為太陽能輸出直接連接存儲電容。在存儲端電壓升高至太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓之前的很長一段時間的充電過程中，因為電流太小，且太陽能片的輸出電壓會被存儲電容拉低，即太陽能片的輸出電壓一直無法達到太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓，導(dǎo)致太陽能片一直無法以最大功率點輸出，造成充電耗時過長且不能達到光能的更有效利用，即光電轉(zhuǎn)換效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種光能采集電路，能夠有效節(jié)省充電時間，且更有效的利用光能，避免浪費，即能夠有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種光能采集電路，包括：

太陽能電池，存儲電容和MPPT控制器；

所述MPPT控制器的輸入端與所述太陽能電池的正極相連接，輸出端與所述存儲電容的第一端相連接；

所述太陽能電池的負極、所述MPPT控制器的接地端和所述存儲電容的第二端分別接地。

優(yōu)選的，還包括：

輸入端與所述太陽能電池的正極相連接，輸出端與所述存儲電容的第一端相連接，低電平有效的第一開關(guān)管Q1；

電阻R1和電阻R2；所述電阻R1的第一端與所述第一開關(guān)管Q1的輸出端相連接，第二端與所述電阻R2的第一端相連接，所述R2的第二端接地；

輸入端與所述太陽能電池的正極相連接，輸出端與所述第一開關(guān)管Q1的控制端相連接，控制端與所述電阻R1的第二端相連接，高電平有效的第二開關(guān)管Q2；

一端與所述第一開關(guān)管Q1的控制端和第二開關(guān)管Q2的輸出端分別相連接，另一端接地的電阻R3；

輸入端與所述太陽能電池的正極以及所述第二開關(guān)管的輸入端分別相連接，輸出端與所述MPPT控制器的輸入端相連接，高電平有效的第三開關(guān)管Q3；

第一端與所述第三開關(guān)管Q3的控制端相連接，第二端接地的電阻R4；所述太陽能電池的負極與所述電阻R4的第二端相連接；

一端與所述存儲電容的第一端相連接，另一端與所述電阻R4的第一端相連接的電阻R5。

優(yōu)選的，所述存儲電容為法拉電容，所述存儲電容的第一端為所述法拉電容的正極。

優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管為PMOS管。

優(yōu)選的，所述第二開關(guān)管為NPN型三極管。

優(yōu)選的，所述第三開關(guān)管為NMOS管。

優(yōu)選的，所述太陽能電池為太陽能電池片。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供了一種光能采集電路。本實用新型提供的光能采集電路，包括：太陽能電池，存儲電容和MPPT控制器，其中，所述MPPT控制器的輸入端與所述太陽能電池的正極相連接，輸出端與所述存儲電容的第一端相連接，所述太陽能電池的負極、所述MPPT控制器的接地端和所述存儲電容的第二端分別接地。本實用新型提供的光能采集電路通過在太陽能電池和存儲電容之間增加所述MPPT控制器，當(dāng)存儲電容充電至所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓時，所述MPPT控制器便自動將太陽能電池的輸出穩(wěn)定在最大功率點，而所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓要遠小于太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓，也就是說，本實用新型提供的技術(shù)方案，只要存儲電容充電至所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓時，便可直接自動將太陽能電池的輸出穩(wěn)定在最大功率點，相對于現(xiàn)有技術(shù)，能夠節(jié)省存儲電容由所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓充電至太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓的充電時間，提前使太陽能片以最大功率點輸出，從而有效節(jié)省充電時間，并實現(xiàn)更有效的光能利用。因此，本實用新型提供的技術(shù)方案，能夠有效節(jié)省充電時間，且更有效的利用光能，避免浪費，即能夠有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種光能采集電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實用新型實施例提供的另外一種光能采集電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對現(xiàn)有技術(shù)和本實用新型作進一步詳細的說明。

實施例

請參閱圖1，圖1為本實用新型實施例提供的一種光能采集電路的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該光能采集電路，包括：

太陽能電池N1，存儲電容C1和MPPT(Maximum Power Point Tracking最大功率點跟蹤)控制器U1；

具體的，所述MPPT控制器U1即最大功率點追蹤控制太陽能控制器。

所述MPPT控制器U1的輸入端與所述太陽能電池N1的正極相連接，輸出端與所述存儲電容C1的第一端相連接；

所述太陽能電池N1的負極、所述MPPT控制器U1的接地端和所述存儲電容C1的第二端分別接地。

可選的，所述存儲電容C1的第一端為所述存儲電容C1的正極，所述存儲電容C1的第二端為所述存儲電容C1的負極。

本實用新型實施例提供的光能采集電路通過在太陽能電池和存儲電容之間增加所述MPPT控制器，當(dāng)存儲電容充電至所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓時，所述MPPT控制器便自動將太陽能電池的輸出穩(wěn)定在最大功率點，而所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓要遠小于太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓，也就是說，本實用新型實施例提供的技術(shù)方案，只要存儲電容充電至所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓時，便可直接自動將太陽能電池的輸出穩(wěn)定在最大功率點，相對于現(xiàn)有技術(shù)，能夠節(jié)省存儲電容由所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓充電至太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓的充電時間，提前使太陽能片以最大功率點輸出，從而有效節(jié)省充電時間，并實現(xiàn)更有效的光能利用。因此，本實用新型實施例提供的技術(shù)方案，能夠有效節(jié)省充電時間，且更有效的利用光能，避免浪費，即能夠有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。

需要說明的是，由于所述太陽能電池的輸出電壓已經(jīng)被存儲電容拉低，且所述MPPT控制器U1本身也會分壓，因此所述太陽能電池的輸出功率很小，因此，在所述存儲電容的電壓從很低(如0伏)升至所述MPPT控制器U1的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓的過程也相對較長，為此，本實用新型還提供了另外一個實施例，用以減小在所述存儲電容的電壓從很低(如0伏)升至所述MPPT控制器U1的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓的時間。請參見本實用新型提供的另外一個實施例。

請參閱圖2，圖2為本實用新型實施例提供的另外一種光能采集電路的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該光能采集電路，包括：

太陽能電池N1，存儲電容C1和MPPT控制器U1；

所述MPPT控制器U1的輸入端與所述太陽能電池N1的正極相連接，輸出端與所述存儲電容C1的第一端相連接；

所述太陽能電池N1的負極、所述MPPT控制器U1的接地端和所述存儲電容C1的第二端分別接地；

輸入端與所述太陽能電池N1的正極相連接，輸出端與所述存儲電容C1的第一端相連接，低電平有效的第一開關(guān)管Q1；

電阻R1和電阻R2；所述電阻R1的第一端與所述第一開關(guān)管Q1的輸出端相連接，第二端與所述電阻R2的第一端相連接，所述R2的第二端接地；

輸入端與所述太陽能電池N1的正極相連接，輸出端與所述第一開關(guān)管Q1的控制端相連接，控制端與所述電阻R1的第二端相連接，高電平有效的第二開關(guān)管Q2；

一端與所述第一開關(guān)管Q1的控制端和第二開關(guān)管Q2的輸出端分別相連接，另一端接地的電阻R3；

輸入端與所述太陽能電池N1的正極以及所述第二開關(guān)管的輸入端分別相連接，輸出端與所述MPPT控制器U1的輸入端相連接，高電平有效的第三開關(guān)管Q3；

第一端與所述第三開關(guān)管Q3的控制端相連接，第二端接地的電阻R4；所述太陽能電池N1的負極與所述電阻R4的第二端相連接；

一端與所述存儲電容C1的第一端相連接，另一端與所述電阻R4的第一端相連接的電阻R5。

可選的，所述存儲電容C1的第一端為所述存儲電容C1的正極，所述存儲電容C1的第二端為所述存儲電容C1的負極。

可選的，本實用新型另一個實施例提供的技術(shù)方案，所述存儲電容C1為法拉電容，所述存儲電容C1的第一端為所述法拉電容的正極。

可選的，本實用新型另一個實施例提供的技術(shù)方案，所述第一開關(guān)管為PMOS管。

可選的，本實用新型另一個實施例提供的技術(shù)方案，所述第二開關(guān)管為NPN型三極管。

可選的，本實用新型另一個實施例提供的技術(shù)方案，所述第三開關(guān)管為NMOS管。

可選的，本實用新型另一個實施例提供的技術(shù)方案，所述太陽能電池N1為太陽能電池片。

下面以所述第一開關(guān)管為PMOS管，所述第二開關(guān)管為NPN型三極管，所述第三開關(guān)管為NMOS管，所述存儲電容為法拉電容為例，對本實用新型圖2對應(yīng)的實施例的原理進行闡述：

當(dāng)太陽能電池放置于室內(nèi)弱光照下，即可產(chǎn)生瞬時開路電壓V1，其中Q1是PMOS管，此時Q1導(dǎo)通，太陽能電池電壓經(jīng)由Q1給法拉電容C1充電。因為此時法拉電容負載過大，會將太陽能電池輸出電壓拉至一個很低的電壓V2。此時因C1處電壓很低，NPN型三極管Q2不導(dǎo)通，則Q1一直處于導(dǎo)通狀態(tài)；而Q3是NMOS管，C1電容電壓不足以使得Q3導(dǎo)通，所以太陽能電池只能經(jīng)由Q1給C1供電。

當(dāng)C1充電到一定電壓V3(此電壓為U1的MPPT功能的啟動電壓)時，Q2的B極(基極)電壓V_B因R1、R2的分壓達到Q2的導(dǎo)通電壓，C極(集電極)與E極(發(fā)射極)電壓相等，即等于太陽能電池的輸出電壓，此時Q1將截止輸出。而Q3的G極(柵極，即控制端)電壓V_G因R4、R5的分壓使得Q3導(dǎo)通，太陽能電池此時經(jīng)由Q3進入MPPT控制芯片，輸出電壓給法拉電容充電。

此電路設(shè)計的背景在于上文所述，若一開始即經(jīng)過MPPT控制器給法拉電容充電，則MPPT控制器只有在法拉電容電壓達到V₃時，MPPT功能才能啟動，在此電壓之前，法拉電容會將太陽能電池的輸出電壓一直拉低且保持在一個非常低的電壓水平，且又由于MPPT控制器分壓，法拉電容充電較慢。所以，在MPPT功能啟動之前，用太陽能電池直接給法拉電容充電，相對于圖1對應(yīng)的實施例的方案，能夠使法拉電容電壓升到V₃的充電時間減小，從而使MPPT控制器能夠更早的啟動MPPT功能，有效提高充電效率。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供了一種光能采集電路。本實用新型提供的光能采集電路，包括：太陽能電池，存儲電容和MPPT控制器，其中，所述MPPT控制器的輸入端與所述太陽能電池的正極相連接，輸出端與所述存儲電容的第一端相連接，所述太陽能電池的負極、所述MPPT控制器的接地端和所述存儲電容的第二端分別接地。本實用新型提供的光能采集電路通過在太陽能電池和存儲電容之間增加所述MPPT控制器，當(dāng)存儲電容充電至所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓時，所述MPPT控制器便自動將太陽能電池的輸出穩(wěn)定在最大功率點，而所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓要遠小于太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓，也就是說，本實用新型提供的技術(shù)方案，只要存儲電容充電至所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓時，便可直接自動將太陽能電池的輸出穩(wěn)定在最大功率點，相對于現(xiàn)有技術(shù)，能夠節(jié)省存儲電容由所述MPPT控制器的最大功率點跟蹤功能的啟動電壓充電至太陽能片以最大功率點輸出時對應(yīng)的輸出電壓的充電時間，提前使太陽能片以最大功率點輸出，從而有效節(jié)省充電時間，并實現(xiàn)更有效的光能利用。因此，本實用新型提供的技術(shù)方案，能夠有效節(jié)省充電時間，且更有效的利用光能，避免浪費，即能夠有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。