作原理如下:
[0040]太陽能電池輸出最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓稱為最佳工作電壓，不同光照強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的最佳工作電壓略有不同，但變化不大，VL和VH分別是最佳工作電壓范圍的下限值和上限值。太陽能充電時(shí)，若能保證太陽能電池的輸出電壓維持在VL和VH(VH>VL)之間即維持在最佳工作電壓范圍內(nèi)，則能基本保證太陽能電池輸出最大功率，從而實(shí)現(xiàn)MPPT。
[0041]具體地為:當(dāng)太陽能電池輸出電壓VDC3< VL時(shí)，第二比較器Al輸出低電平、第三比較器A2輸出高電平，第一場效應(yīng)管FETl截止、第二場效應(yīng)管FET2導(dǎo)通，電容C經(jīng)過電阻R和第二場效應(yīng)管FET2放電，電容C上的電壓減小，VCC3減小，VCC減小，充電電流減小使太陽能電池的輸出電流減小，根據(jù)太陽能電池的輸出特性，輸出電流減小時(shí)輸出電壓增大即VDC3增大，直到VDC3增大至VDC3 > VL,第三比較器A2輸出低電平，第二場效應(yīng)管FET2截止，電容C停止放電，VCC3維持不變，VDC3不變。反之，當(dāng)太陽能電池輸出電壓VDC3 > VH時(shí)，第二比較器Al輸出高電平、第三比較器A2輸出低電平,第一場效應(yīng)管FETl導(dǎo)通、第二場效應(yīng)管FET2截止，電源Ec通過第一場效應(yīng)管FETl和電阻R向電容C充電，電容C上的電壓增大，VCC3增大，VCC增大，充電電流增大使太陽能電池的輸出電流增大，根據(jù)太陽能電池的輸出特性，輸出電流增大時(shí)輸出電壓減小即VDC3減小，直到VDC3減小到VDC3 < VH,第二比較器Al輸出低電平，第一場效應(yīng)管FETl截止，電容C停止充電，VCC3維持不變，VDC3不變。由此可見，只有當(dāng)VL < VDC3 < VH時(shí)，電容C停止充放電，VCC3維持不變，VDC3不變；如果VDC3 > VH或VDC3 < VL,電容C將被充電或放電，VCC3上升或下降，VDC3下降或上升，直到VL < VDC3 < VH為止，從而保證太陽能電池輸出電壓保持在最佳工作電壓范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)MPPT。
[0042]本發(fā)明提供的便攜式多功能充電機(jī)具有多種充電方式，能適應(yīng)各種場合的充電要求，整機(jī)體積小便于攜帶，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池的MPPT功能，能充分利用太陽能充電，提高了太陽能充電的效率和利用率；還實(shí)現(xiàn)了手搖發(fā)電機(jī)充電的功率自適應(yīng)，提高了手搖發(fā)電機(jī)充電的利用率，減小手搖發(fā)電時(shí)人的疲勞強(qiáng)度。
[0043]以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式多功能充電機(jī)，包括充電機(jī)本體，其特征在于，所述充電機(jī)本體上設(shè)有交流供電接口、手搖發(fā)電機(jī)、直流供電接口、可折疊太陽能電池板、AC/DC變換器、第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)、電壓取樣單元、第一比較器、電子開關(guān)、MPPT單元和可變恒流限壓充電器；所述交流供電接口和手搖發(fā)電機(jī)的輸出端依次經(jīng)所述第一控制開關(guān)、AC/DC變換器和第二控制開關(guān)與所述可變恒流限壓充電器的輸入端連接，所述可變恒流限壓充電器的輸出端可連接被充電電池，所述手搖發(fā)電機(jī)的輸出端還依次經(jīng)電壓取樣單元、第三控制開關(guān)、第一比較器和電子開關(guān)與所述可變恒流限壓充電器的第一設(shè)置電壓端連接，所述直流供電接口和可折疊太陽能電池板的輸出端與所述第二控制開關(guān)連接，所述可折疊太陽能電池板的輸出端還經(jīng)MPPT單元與所述第三控制開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)和第三控制開關(guān)為單刀四擲開關(guān)，所述單刀四擲開關(guān)包括第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述第一控制開關(guān)的第一輸入端與交流供電接口連接，第二輸入端與手搖發(fā)電機(jī)的輸出端連接，第三輸入端和第四輸入端懸空，輸出端連接至所述AC/DC變換器的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述第二控制開關(guān)的第一輸入端和第二輸入端短接后與所述AC/DC變換器的輸出端連接，第三輸入端與直流供電接口連接，第四輸入端與所述可折疊太陽能電池板的輸出端連接，輸出端連接至所述可變恒流限壓充電器的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述直流供電接口輸出的直流電壓為9?32V。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述第三控制開關(guān)的第一輸入端和第三輸入端短接后與預(yù)設(shè)的高電平連接，第二輸入端與所述電壓取樣單元的輸出端連接，第四輸入端與所述MPPT單元的輸出端連接，輸出端與所述第一比較器的負(fù)輸入端和電子開關(guān)的H輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述電子開關(guān)為單刀雙擲開關(guān)，所述單刀雙擲開關(guān)包括L輸入端、H輸入端和輸出端，所述第一比較器的正輸入端和電子開關(guān)的L輸入端都與預(yù)定的設(shè)置電壓連接，所述第一比較器的輸出端連接至電子開關(guān)的控制端，所述電子開關(guān)的輸出端與所述可變恒流限壓充電器的第一設(shè)置電壓端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述可變恒流限壓充電器包括輸入端、輸出端、設(shè)置所需恒流值的第一設(shè)置電壓端和設(shè)置所需限壓值的第二設(shè)置電壓端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多功能充電機(jī)，其特征在于，所述MPPT單元包括輸入端、最佳工作電壓下限值接口、最佳工作電壓上限值接口、第二比較器、第三比較器、第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、電源Ec、電阻R、電容C和放大器；所述輸入端與可折疊太陽能電池板的輸出端連接，所述輸出端與第三控制開關(guān)連接，所述第二比較器的負(fù)輸入端連接最佳工作電壓上限值接口，所述第二比較器的正輸入端和第三比較器的負(fù)輸入端連接輸入端，所述第三比較器的正輸入端連接最佳工作電壓下限值接口，所述第二比較器的輸出端連接第一場效應(yīng)管的柵極連接，所述第三比較器的輸出端連接第二場效應(yīng)管的柵極連接，所述第一場效應(yīng)管的漏極接電源Ec，源極與所述第二場效應(yīng)管的漏極連接，第二場效應(yīng)管的源極接地，所述電阻R的一端連接于第一場效應(yīng)管的源極和第二場效應(yīng)管的漏極之間，另一端與所述放大器的正極輸入端連接，放大器的負(fù)極輸入端和輸出端連接，電容C的一端連接于所述電阻R和放大器的正極輸入端之間，另一端接地。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種便攜式多功能充電機(jī)，包括充電機(jī)本體，所述充電機(jī)本體上設(shè)有交流供電接口、手搖發(fā)電機(jī)、直流供電接口、可折疊太陽能電池板、AC/DC變換器、第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)、電壓取樣單元、第一比較器、電子開關(guān)、MPPT單元和可變恒流限壓充電器。本發(fā)明提供的便攜式多功能充電機(jī)，使用者可以根據(jù)具體的使用需求，來選擇交流充電、直流充電、手搖發(fā)電機(jī)充電和太陽能充電多種不同的充電方式，因而能夠適應(yīng)各種場合的充電需求，整機(jī)體積小且便于攜帶，特別實(shí)現(xiàn)了太陽能電池的MPPT功能，所以能充分利用太陽能充電，提高了太陽能充電的效率和利用率。
【IPC分類】H02J7-02, H02J7-00, H02J7-32
【公開號(hào)】CN104852417
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410734371
【發(fā)明人】陽寧峰, 陳清華, 吳凌華, 王光智
【申請(qǐng)人】重慶希諾達(dá)通信有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日