專(zhuān)利名稱(chēng)：高效率的太陽(yáng)能充電裝置及其充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種充電裝置，尤其涉及一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置的充電方法。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源短缺的問(wèn)題已經(jīng)日益嚴(yán)重，如何提高能源的利用率的問(wèn)題已經(jīng)逐漸成為各個(gè)領(lǐng)域研究和發(fā)展的方向。高效的能源利用率設(shè)備為節(jié)約能源，緩解能源短缺起到了重大作用。現(xiàn)有的電能收集充電裝置自身結(jié)構(gòu)已經(jīng)固定，只能對(duì)于特定的輸入電壓做出最出·特定的電壓輸出，且自身的充電效率不高，無(wú)法適用于輸入電壓不固定的場(chǎng)合。光電轉(zhuǎn)換器件自身的輸出電壓隨光照強(qiáng)度變化而波動(dòng)較大，無(wú)法直接作為充電使用。有鑒于此，為了適應(yīng)于充電和提高充電效率，就有必要利用單片機(jī)等智能芯片技術(shù)對(duì)充電裝置進(jìn)行改造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置，可根據(jù)充電電壓自動(dòng)調(diào)整DC-DC變換電路使充電效率達(dá)到最高，能較好地適用于光照不穩(wěn)定導(dǎo)致的光電轉(zhuǎn)換模塊輸入電壓波動(dòng)較大情況下的高效率電能收集充電。此外，本發(fā)明還提供一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置的充電方法，可根據(jù)充電電壓自動(dòng)調(diào)整DC-DC變換電路使充電效率達(dá)到最高，能較好地適用于光照不穩(wěn)定導(dǎo)致的光電轉(zhuǎn)換模塊輸入電壓波動(dòng)較大情況下的高效率電能收集充電。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置，所述充電裝置包括控制器、啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路、充電終端電池、和光電轉(zhuǎn)換輸入模塊；所述控制器分別連接啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路，光電轉(zhuǎn)換輸入分別連接啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路；所述DC-DC變換電路包括降壓拓?fù)鋯卧蜕龎和負(fù)鋯卧?；所述控制器獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓值，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊電壓值的不同，控制DC-DC變換電路使用降壓拓?fù)鋯卧蛏龎和負(fù)鋯卧獙?duì)所述充電終端電池進(jìn)行充電；所述控制器的PWM功能引腳輸出不同占空比的PWM波，來(lái)控制DC-DC變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間，從而控制DC-DC變換電路中電感蓄能的大小，最終改變DC-DC變換電路的輸出電壓值。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述充電裝置還包括電壓放大采集模塊，充電終端電池分別連接DC-DC變換電路、電壓放大采集模塊；所述控制器的ADC弓丨腳通過(guò)電壓采集放大模塊對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，由控制器控制DC-DC變換電路升壓或是降壓的幅度，調(diào)整充電效率。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述充電裝置需要低電壓?jiǎn)?dòng)和高電壓運(yùn)行，使用不同的DC-DC電路作為啟動(dòng)電路，進(jìn)行低電壓?jiǎn)?dòng)和高壓運(yùn)行，DC-DC電路輸出直流電給控制器供電。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述升壓拓?fù)鋯卧獮锽oost升壓拓?fù)鋯卧祲和負(fù)鋯卧獮锽uck降壓拓?fù)鋯卧?；所述Boost升壓拓?fù)鋯卧虚_(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感、開(kāi)關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端一負(fù)一正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管、負(fù)載形成回路，完成升壓功能；所述Buck降壓電路中電源通過(guò)一個(gè)電感給負(fù)載供電，同時(shí)電感儲(chǔ)存部分能量，然后將電源斷開(kāi)，只由電感給負(fù)載供電；如此周期性的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電源接通的相對(duì)時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。一種上述高效率的太陽(yáng)能充電裝置的充電方法，所述方法包括如下步驟·步驟SI、控制器獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓值；步驟S2、根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊電壓值的不同，控制DC-DC變換電路使用降壓拓?fù)鋯卧蛏龎和負(fù)鋯卧獙?duì)充電終端電池進(jìn)行充電；控制方法為控制器的PWM功能引腳輸出不同占空比的PWM波，來(lái)控制DC-DC變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間，從而控制DC-DC變換電路中電感蓄能的大小，最終改變DC-DC變換電路的輸出電壓值。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI中，控制器的ADC引腳通過(guò)電壓采集放大模塊對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，由控制器控制DC-DC變換電路升壓或是降壓的幅度。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述充電裝置需要低電壓?jiǎn)?dòng)和高電壓運(yùn)行，使用不同的DC-DC電路作為啟動(dòng)電路，進(jìn)行低電壓?jiǎn)?dòng)和高壓運(yùn)行，DC-DC電路輸出直流電給控制器供電。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2包括所述Boost升壓拓?fù)鋯卧虚_(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感、開(kāi)關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端一負(fù)一正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管、負(fù)載形成回路，完成升壓功能。所述Buck降壓電路中電源通過(guò)一個(gè)電感給負(fù)載供電，同時(shí)電感儲(chǔ)存部分能量，然后將電源斷開(kāi)，只由電感給負(fù)載供電；如此周期性的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電源接通的相對(duì)時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法還包括步驟S3、控制器對(duì)充電終端電池部分的一個(gè)采樣電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，獲得實(shí)時(shí)的充電效率以反饋給控制器，通過(guò)算法控制、計(jì)算調(diào)節(jié)控制器輸出PWM波的占空比，決定升壓或是降壓的幅度，從而調(diào)整DC-DC變化電路，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整充電效率。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的高效率的太陽(yáng)能充電裝置及其充電方法，不必?fù)?dān)心光電轉(zhuǎn)換輸入的電壓值變化的問(wèn)題，整套裝置會(huì)自動(dòng)調(diào)整使充電效率達(dá)到最大。本發(fā)明充電裝置自身具有充電效率高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可對(duì)光電轉(zhuǎn)換器件輸出的電能進(jìn)行高效率地收集利用。


圖I是本發(fā)明充電裝置的組成示意圖。
圖2是本發(fā)明充電裝置中啟動(dòng)電路的電路圖。圖3是本發(fā)明充電裝置中Boost升壓電路的電路圖。圖4是本發(fā)明充電裝置中Buck降壓電路的電路圖。圖5是本發(fā)明充電裝置中電壓放大采集模塊的電路圖。圖6是本發(fā)明充電裝置中的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置，包括單片機(jī)I、光電轉(zhuǎn)換輸入模塊2、啟動(dòng)電路3、DC-DC變換電路4、電池5、電壓采集放大模塊6。所述DC-DC變換電路4包括降Buck降壓電路和Boost升壓電路。由光電轉(zhuǎn)換輸入模塊2的直流電壓對(duì)整個(gè)充電裝置供電。單片機(jī)I獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊2的電壓值，單片機(jī)I經(jīng)過(guò)分析電壓后，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊2電壓值的不同，控制DC-DC變換電路4使用Buck降壓電路和Boost升壓電路對(duì)輸入電壓進(jìn)行DC-DC變換。具體地，單片機(jī)I的ADC引腳通過(guò)電壓采集放大模塊對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，由控制器控制DC-DC變換電路升壓或是降壓的幅度，調(diào)整充電效率。同時(shí)，單片機(jī)I使用AD對(duì)電池5部分的一個(gè)采樣電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，獲得實(shí)時(shí)的充電效率以反饋給單片機(jī)1，通過(guò)算法控制、計(jì)算調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出PWM波的占空比，決定升壓或是降壓的幅度，從而調(diào)整DC-DC變化電路，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整充電效率。單片機(jī)I的PWM功能引腳輸出不同占空比的PWM波，來(lái)控制DC-DC變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間，從而控制DC-DC變換電路中電感蓄能的大小，最終改變DC-DC變換電路的輸出電壓值。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明啟動(dòng)電路的電路圖。光電轉(zhuǎn)換輸入模塊2的電壓范圍為(T20V，控制電路部分為5V，故要進(jìn)行對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓或升壓，2108AG的工作電壓比較低,0. 7V就可以工作,故適合作為低電壓的啟動(dòng)電路。而光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓可以達(dá)到20V，所以在高電壓的時(shí)候，用LM2596來(lái)為系統(tǒng)提供工作電壓。由于通過(guò)控制電路自動(dòng)控制輸入電壓范圍比較困難，故通過(guò)檢測(cè)輸入電壓來(lái)提醒是否要進(jìn)行切換啟動(dòng)電路。圖中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)為繼電器，默認(rèn)和下方2108AG電路相連，系統(tǒng)在輸入電壓0. 7V左右即可啟動(dòng)工作，然后由主芯片檢測(cè)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓大于電池充電電壓時(shí)，主芯片控制繼電器動(dòng)作，切換至上方LM2596芯片的電路為整個(gè)系統(tǒng)供電。請(qǐng)參閱圖3、圖4，圖3是本發(fā)明的Boost升壓電路的電路圖，圖4為Buck降壓電路的電路圖。Boost升壓電路中開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感-開(kāi)關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端左負(fù)右正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管-負(fù)載形成回路，完成升壓功能。Buck降壓電路中電源通過(guò)一個(gè)電感給負(fù)載供電，同時(shí)電感儲(chǔ)存一部分能量，然后將電源斷開(kāi)，只由電感給負(fù)載供電。如此周期性的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電源接通的相對(duì)時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。請(qǐng)參閱圖5，圖5是本發(fā)明的電壓放大采集模塊的電路圖。單片機(jī)通過(guò)采集系統(tǒng)回路上采樣電阻的電壓值，由歐姆定律得出充電電流，從而計(jì)算出此時(shí)的充電功率。為了減少采樣電阻對(duì)整體系統(tǒng)的影響，所以采樣電阻上獲得的功率必須遠(yuǎn)小于充電功率，經(jīng)計(jì)算此時(shí)采樣電阻上分得電壓為毫伏級(jí)，需經(jīng)過(guò)放大后通過(guò)AD采樣，再送與單片機(jī)控制。系統(tǒng)由MSP430單片機(jī)通過(guò)AD采樣值和對(duì)PWM占空比調(diào)制來(lái)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)運(yùn)行。DC-DC變換電路的輸出電壓值由單片機(jī)的PWM控制，根據(jù)PWM的占空比不同，則對(duì)應(yīng)直流變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間不同，從而控制變換器電路中電感蓄能的大小,最終改變輸出電壓值，從而改變充電電流的大小，即充電的功率，而充電的功率滿(mǎn)足等式PE=PKs+Pt+P。(PE為電源輸出功率，Pks為電源內(nèi)阻消耗功率，Pt為直流變換器上的損耗功率，P。為充電功率)則可知P。有最大值，所以必須通過(guò)單片機(jī)對(duì)采樣電阻上電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，根據(jù)采樣電阻的阻值換算出充電功率，再通過(guò)單片機(jī)反饋調(diào)節(jié)PWM的占空比，從而使充電功率保持在最大值，即最大限度提高光電轉(zhuǎn)換輸出功率的利用率。參閱圖6，圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)程序流程圖。為了提高系統(tǒng)的工作效率，降低功耗，就需要以盡可能的大的功率充電。所以采用光伏發(fā)電系統(tǒng)中常用的方法——最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)。每次單片機(jī)在輸出一個(gè)PWM信號(hào)就采樣充電電流，將其和前一次比較，以此決定PWM的占空比是增加還是減小，最終找到系統(tǒng)工作的最大功率點(diǎn)。當(dāng)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓在一段時(shí)間內(nèi)變化很微弱時(shí)，單片機(jī)實(shí)時(shí)地對(duì)電路進(jìn)行控制就沒(méi)有必要了，而且那 樣只會(huì)使系統(tǒng)的功耗增加。所以當(dāng)系統(tǒng)工作在最大充電電流以后就讓單片機(jī)進(jìn)入低功耗模式。每隔IS中斷喚醒，判斷系統(tǒng)的電壓是否安全，以及是否工作在最大充電電流；如果不是則進(jìn)行PWM調(diào)整。以上介紹了本發(fā)明高效率的太陽(yáng)能充電裝置的組成，本發(fā)明在揭示上述充電裝置的同時(shí)，還揭示上述高效率的太陽(yáng)能充電裝置的充電方法，所述方法包括如下步驟步驟SI控制器獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓值?？刂破鞯腁DC引腳通過(guò)電壓采集放大模塊對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，以此來(lái)控制DC-DC變換電路升壓或是降壓的幅度。步驟S2根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊電壓值的不同，控制DC-DC變換電路使用降壓拓?fù)鋯卧蛏龎和負(fù)鋯卧獙?duì)充電終端電池進(jìn)行充電?？刂品椒槭紫让讟庸怆娹D(zhuǎn)換輸入的電壓，若小于電池充電電壓，直接切換至升壓電路，若大于電池充電電壓則根據(jù)情況使用升壓或者降壓電路?？刂破鞯腜WM功能引腳輸出不同占空比的PWM波，來(lái)控制DC-DC變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間，從而控制DC-DC變換電路中電感蓄能的大小，最終改變DC-DC變換電路的輸出電壓值。此外，所述充電裝置需要低電壓?jiǎn)?dòng)和高電壓運(yùn)行，使用兩套不同的DC-DC啟動(dòng)電路，進(jìn)行低電壓?jiǎn)?dòng)和高壓運(yùn)行，DC-DC啟動(dòng)電路輸出直流電給控制器供電。具體地，所述Boost升壓拓?fù)鋯卧虚_(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感、開(kāi)關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端一負(fù)一正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管、負(fù)載形成回路，完成升壓功能。所述Buck降壓電路中電源通過(guò)一個(gè)電感給負(fù)載供電，同時(shí)電感儲(chǔ)存部分能量，然后將電源斷開(kāi)，只由電感給負(fù)載供電；如此周期性的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電源接通的相對(duì)時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。步驟S3調(diào)節(jié)DC變化模塊的算法邏輯為控制器對(duì)充電終端電池部分的一個(gè)采樣電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，若電阻兩端獲得的電壓最大，也就是其通過(guò)的電流最大時(shí)，則認(rèn)為充電效率最高。當(dāng)光電輸入電壓小于電池充電電壓時(shí)，啟動(dòng)DC-DC變換電路內(nèi)的升壓電路，PWM波的占空比依次從0%變換100%逐次控制升壓幅度，比較每個(gè)變換點(diǎn)的采樣電阻的電壓，尋找使采樣電阻的電壓最大的PWM的占空比點(diǎn)，即為最大功率點(diǎn)。當(dāng)光電輸入電壓大于電池充電電壓2倍時(shí)，啟動(dòng)DC-DC變換電路內(nèi)的降壓電路，PWM波的占空比依次從50%變換100%逐次控制降壓幅度，比較每個(gè)變換點(diǎn)的采樣電阻的電壓，尋找使采樣電阻的電壓最大的PWM的占空比點(diǎn)，即為最大功率點(diǎn)。當(dāng)光電輸入電壓大于電池充電電壓且小于電池充電電壓2倍時(shí)，首先啟動(dòng)DC-DC變換電路內(nèi)的降壓電路，PWM波的占空比依次從50%變換100%逐次控制降壓幅度，首先啟動(dòng)DC-DC變換電路內(nèi)的升壓電路，PWM波的占空比依次從0%變換50%逐次控制降壓幅度比較每個(gè)變換點(diǎn)的采樣電阻的電壓，尋找使采樣電阻的電壓最大的升壓或者降壓的PWM的占空比點(diǎn)，即為最大功率點(diǎn)。至實(shí)時(shí)的充電效率以反饋給控制器，通過(guò)如上算法控制、計(jì)算調(diào)節(jié)控制器輸出PWM波的占空比，決定升壓或是降壓的幅度，從而調(diào)整DC-DC變化電路，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整充電效率。綜上所述，本發(fā)明提出的高效率的太陽(yáng)能充電裝置及其充電方法，不必?fù)?dān)心光電轉(zhuǎn)換輸入的電壓值變化的問(wèn)題，整套裝置會(huì)自動(dòng)調(diào)整使充電效率達(dá)到最大。本發(fā)明充電裝置自身具有充電效率高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可對(duì)光電轉(zhuǎn)換器件輸出的電能進(jìn)行高效率地收集利用。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置，其特征在于，所述充電裝置包括控制器、啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路、充電終端電池、和光電轉(zhuǎn)換輸入模塊； 所述控制器分別連接啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路，光電轉(zhuǎn)換輸入分別連接啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路； 所述DC-DC變換電路包括降壓拓?fù)鋯卧蜕龎和負(fù)鋯卧?；所述控制器獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓值，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊電壓值的不同，控制DC-DC變換電路使用降壓拓?fù)鋯卧蛏龎和負(fù)鋯卧獙?duì)所述充電終端電池進(jìn)行充電； 所述控制器的PWM功能引腳輸出不同占空比的PWM波，來(lái)控制DC-DC變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間，從而控制DC-DC變換電路中電感蓄能的大小，最終改變DC-DC變換電路的輸出電壓值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效率的太陽(yáng)能充電裝置，其特征在于 所述充電裝置還包括電壓放大采集模塊，充電終端電池分別連接DC-DC變換電路、電壓放大采集模塊； 所述控制器的ADC引腳通過(guò)電壓采集放大模塊對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，由控制器控制DC-DC變換電路升壓或是降壓的幅度，調(diào)整充電效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效率的太陽(yáng)能充電裝置，其特征在于 所述控制器還用以對(duì)充電終端電池部分的一個(gè)采樣電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，獲得實(shí)時(shí)的充電效率以反饋給控制器，通過(guò)算法控制、計(jì)算調(diào)節(jié)控制器輸出PWM波的占空比，決定升壓或是降壓的幅度，從而調(diào)整DC-DC變換電路，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整充電效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效率的太陽(yáng)能充電裝置，其特征在于 所述充電裝置需要低電壓?jiǎn)?dòng)和高電壓運(yùn)行，使用兩套不同的DC-DC啟動(dòng)電路，進(jìn)行低電壓?jiǎn)?dòng)和高壓運(yùn)行，DC-DC啟動(dòng)電路輸出直流電給控制器供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效率的太陽(yáng)能充電裝置，其特征在于 所述升壓拓?fù)鋯卧獮锽oost升壓拓?fù)鋯卧?，降壓拓?fù)鋯卧獮锽uck降壓拓?fù)鋯卧? 所述Boost升壓拓?fù)鋯卧虚_(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感、開(kāi)關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端一負(fù)一正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管、負(fù)載形成回路，完成升壓功能； 所述Buck降壓電路中電源通過(guò)一個(gè)電感給負(fù)載供電，同時(shí)電感儲(chǔ)存部分能量，然后將電源斷開(kāi)，只由電感給負(fù)載供電；如此周期性的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電源接通的相對(duì)時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。
6.一種權(quán)利要求I所述高效率的太陽(yáng)能充電裝置的充電方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟SI、控制器獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓值； 步驟S2、根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊電壓值的不同，控制DC-DC變換電路使用降壓拓?fù)鋯卧蛏龎和負(fù)鋯卧獙?duì)充電終端電池進(jìn)行充電；控制方法為控制器的PWM功能引腳輸出不同占空比的PWM波，來(lái)控制DC-DC變換電路中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通時(shí)間與夾斷時(shí)間，從而控制DC-DC變換電路中電感蓄能的大小，最終改變DC-DC變換電路的輸出電壓值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電方法，其特征在于 所述步驟SI中，控制器的ADC引腳通過(guò)電壓采集放大模塊對(duì)充電電壓進(jìn)行采樣，由控制器控制DC-DC變換電路升壓或是降壓的幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電方法，其特征在于 所述步驟S2包括 所述Boost升壓拓?fù)鋯卧虚_(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源經(jīng)由電感、開(kāi)關(guān)管形成回路，電流在電感中轉(zhuǎn)化為磁能貯存；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感中的磁能轉(zhuǎn)化為電能在電感端一負(fù)一正，此電壓疊加在電源正端，經(jīng)由二極管、負(fù)載形成回路，完成升壓功能； 所述Buck降壓電路中電源通過(guò)一個(gè)電感給負(fù)載供電，同時(shí)電感儲(chǔ)存部分能量，然后將電源斷開(kāi)，只由電感給負(fù)載供電；如此周期性的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)電源接通的相對(duì)時(shí)間，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充電方法，其特征在于 所述方法還包括步驟S3、控制器對(duì)充電終端電池部分的一個(gè)采樣電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，獲得實(shí)時(shí)的充電效率以反饋給控制器，同時(shí)采樣光電轉(zhuǎn)換的輸入電壓和電池所需的充電電壓做比較，確定切換至升壓電路還是降壓電路，通過(guò)算法控制、計(jì)算調(diào)節(jié)控制器輸出PWM波的占空比，決定升壓或是降壓的幅度，從而調(diào)整DC-DC變化電路，進(jìn)而實(shí)時(shí)調(diào)整充電效率。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種高效率的太陽(yáng)能充電裝置及其充電方法，充電裝置包括控制器、啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路、充電終端電池和光電轉(zhuǎn)換輸入模塊；控制器分別連接啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路，光電轉(zhuǎn)換輸入分別連接啟動(dòng)電路、DC-DC變換電路；控制器獲取光電轉(zhuǎn)換輸入模塊的電壓值，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換輸入模塊電壓值的不同，控制DC-DC變換電路使用降壓拓?fù)鋯卧蛏龎和負(fù)鋯卧獙?duì)充電終端電池進(jìn)行充電。本發(fā)明提出的高效率的太陽(yáng)能充電裝置及其充電方法，不必?fù)?dān)心光電轉(zhuǎn)換輸入的電壓值變化的問(wèn)題，整套裝置會(huì)自動(dòng)調(diào)整使充電效率達(dá)到最大。本發(fā)明充電裝置自身具有充電效率高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可對(duì)光電轉(zhuǎn)換器件輸出的電能進(jìn)行高效率地收集利用。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102904302SQ20121037642
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者楊光, 祖軍, 魯湛, 崔以田 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)