專利名稱：太陽能供電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能源利用領域，尤其涉及一種太陽能的供電系統。
背景技術：
在野外的電源主要采用電力網供電方式供電，需要鋪設電力線纜網絡。如果在比 較邊遠的地區，則需要從電網干道連接很長的電線進行供電，不僅電纜耗電量大，也十分不 方便。或者攜帶柴油發電機進行發電來提高電力資源。但是隨著地球資源的日益貧乏，尤其 是石油資源的匱乏，基礎能源的投資成本日益攀高，各種安全和污染隱患可謂是無處不在。 而太陽能作為一種“取之不盡，用之不竭”的安全、環保新能源越來越受到重視。如何在野外 邊遠地區簡單快捷的產生和提供干凈一種無污染的電力能源，已經成為迫待解決的問題。
實用新型內容本實用新型針對上述的問題，本實用新型提供一種適用于電力網絡為達的邊遠地 區的供電系統，同時也是一種干凈無污染的電力能源發生系統。本實用新型采用的技術方案是本實用新型的太陽能供電系統，包括太陽能電池板(1)、配電箱O)，該配電箱(2) 內置有蓄電池及控制電路(22)，所述的太陽能電池板(1)通過電性連接的控制電路 (22)對蓄電池03)充電，所述的配電箱(2)上設有輸出端子(21)，所述的蓄電池03)的 輸出端電性連接于配電箱的輸出端子01)。進一步的，所述的配電箱的輸出端子通過電纜(3)連接于耗電負載，所述的 耗電負載是照明路燈(4)或者水泵( 或者移動通信基站(6)。進一步的，所述的太陽能電池板(1)設置于固定支架(11)的上端，所述的固定支 架(11)下端固定于地面或墻體，所述的固定支架(11)中部固定連接所述的配電箱O)。進一步的，所述的控制電路0 是由單片機及其外圍組成的電路，包括單片機控制電路021)，其輸入連接于電源電路022)、電壓檢測電路023)及按 鍵027)，輸出連接于負載輸出025)、顯示LED電路(226)及指示燈0觀)，其輸入輸出與 PWM充電控制電路024)相連接；電源電路022)，其輸入連接于蓄電池(23)，為控制電路02)提供工作電源；電壓檢測電路023)，其輸入連接于太陽能電池板(1)和蓄電池(23)，將檢測的電 壓信號傳輸至單片機控制電路021)；PWM充電控制電路OM)，其輸入輸出還與蓄電池03)相連接，控制蓄電池03) 的充放電；負載輸出電路025)，其輸出與所述的配電箱的輸出端子連接。更進一步的，所述的單片機控制電路(221)包括單片機芯片(Ul)及連接于其上的 晶振電路，所述的單片機芯片(Ul)為PIC16F716。更進一步的，所述的電壓檢測電路(22 包括太陽能輸入電壓檢測電路和蓄電池4能輸入電壓檢測電路輸入連接于太陽能電池板，經過上拉電阻(R22)、 分壓電阻(R23)和濾波電容(ClO)連接至單片機芯片(Ul)；蓄電池電壓檢測電路輸入連接 于蓄電池，經過上拉電阻(R21)、分壓電阻(R20)和濾波電容(C9)連接至單片機芯片(Ul)。更進一步的，所述的電源電路(222)輸入連接于蓄電池，經過保險絲(FUSE1)、二 極管(Dl)和濾波電容(Cl、C3)后連接至三端穩壓芯片(U4)，經過濾波電容(C2、C4)輸出 +5V工作電源電壓。更進一步的，所述的PWM充電控制電路024)輸入連接于太陽能電池板(1)，經過 二極管(D6)、穩壓二極管(D7)連接至三極管0^6)的集電極，所述三極管0^6)的基極與 三極管0^7)的基極相連接于三極管0^5)的集電極并通過上拉電阻(R18)連接至三極管 (Q6)的集電極，三極管0^5)的基極通過電阻(R17)與單片機芯片(Ul)相連，三極管0^6) 的發射極與三極管0^7)的發射極相連接并通過電阻(R19)、穩壓二極管(M)連接至場效 應管(FED)的柵極，場效應管(FED)的漏極與太陽能電池板輸入相連，通過控制場效應管 (FET2)的導通和截止來進行蓄電池充放電控制，其中，三極管(Q5、Q6)為PNP型三極管，三 極管0)7)為NPN型三極管。更進一步的，所述的負載輸出電路(22 是PWM脈寬調制負載輸出電路，包括三極 管(Q3、Q4、Q5)、場效應管(FETl)、穩壓二極管(D4)及電阻(R12、R13、R14)，三極管(Q3) 的基極與三極管0H)的基極相連接于三極管0^2)的集電極并通過上拉電阻(R13)連接至 三極管的集電極，三極管的發射極與三極管0H)的發射極相連接并通過電阻 (R14)、穩壓二極管(D4)連接至場效應管(FETl)的柵極，場效應管(FETl)的漏極接至輸出 端(J2)，并連接所述的配電箱的輸出端子01)。更進一步的，所述的顯示LED電路(226)包括移位寄存器芯片(似)和LED數碼顯 示管(U3)，并通過限流電阻(R4-R11)相連接。本實用新型克服了現有技術的不足，利用太陽能對蓄電池充電，并由蓄電池為配 電箱提供電力配送端口，可以連接各種所需耗電負載。不僅是一種適用于電力網絡為達的 邊遠地區的供電系統，同時也是一種干凈無污染的電力能源發生系統。
圖1是本實用新型太陽能供電系統的結構示意圖；圖2是本實用新型太陽能供電系統的第一種應用實施例的示意圖；圖3是本實用新型太陽能供電系統的第二種應用實施例的示意圖；圖4是本實用新型太陽能供電系統的第三種應用實施例的示意圖；圖5是本實用新型太陽能供電系統的系統電路原理框圖；圖6是本實用新型太陽能供電系統控制電路的原理圖。
具體實施方式
現結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。參閱圖1所示，本實用新型公開的一種太陽能供電系統，包括太陽能電池板1、配 電箱2，該配電箱2內置有蓄電池23及控制電路22，所述的太陽能電池板1通過電性連接 的控制電路22對蓄電池23充電，所述的配電箱2上設有輸出端子21，所述的蓄電池23的輸出端電性連接于配電箱的輸出端子21。所述的太陽能電池板1設置于固定支架11的上 端，所述的固定支架11下端固定于地面或墻體，所述的固定支架11中部固定連接所述的配 電箱2。本實用新型的太陽能供電系統可以通過上述的配電箱的輸出端子21通過電纜3 連接于各種耗電負載。參閱圖2所示，就是所述的配電箱的輸出端子21通過電纜3連接于 照明路燈4的電源接口 41，用于提供野外路面照明。參閱圖3所示，就是所述的配電箱的輸 出端子21通過電纜3連接于水泵5的電源接口 51，用于提供水泵工作電源。參閱圖4所 示，就是所述的配電箱的輸出端子21通過電纜3連接于移動通信基站6的電源接口 61，用 于提供移動通信基站的工作電源。參閱圖5所示，所述的控制電路22是由單片機及其外圍組成的電路，包括單片機控制電路223，其輸入連接于電源電路222、電壓檢測電路223及按鍵227， 輸出連接于負載輸出225、顯示LED電路2 及指示燈228，其輸入輸出與PWM充電控制電 路224相連接；電源電路222，其輸入連接于蓄電池23，為控制電路22提供工作電源；電壓檢測電路223，其輸入連接于太陽能電池板1和蓄電池23，將檢測的電壓信號 傳輸至單片機控制電路223;PWM充電控制電路224，其輸入輸出還與蓄電池23相連接，控制蓄電池23的充放 電；負載輸出電路225，其輸出與所述的配電箱的輸出端子21連接。進一步的，參閱圖6所示，所述的單片機控制電路223包括單片機芯片Ul及連接 于其上的晶振電路，所述的單片機芯片Ul為PIC16F716。進一步的，所述的電壓檢測電路223包括太陽能輸入電壓檢測電路和蓄電池電壓 檢測電路，太陽能輸入電壓檢測電路輸入連接于太陽能電池板，經過上拉電阻R22、分壓電 阻R23和濾波電容ClO連接至單片機芯片Ul ；蓄電池電壓檢測電路輸入連接于蓄電池，經 過上拉電阻R23、分壓電阻R20和濾波電容C9連接至單片機芯片U1。單片機芯片Ul接收 電壓檢測電路223檢測的電壓信號后產生控制信號，具有過充、過放、過載保護、防反接保 護等全自動控制。進一步的，所述的電源電路222輸入連接于蓄電池，經過保險絲FUSE1、二極管Dl 和濾波電容Cl、C3后連接至三端穩壓芯片U4，經過濾波電容C2、C4輸出+5V工作電源電壓。進一步的，所述的PWM充電控制電路2 輸入連接于太陽能電池板1，經過二極管 D6、穩壓二極管D7連接至三極管Q6的集電極，所述三極管Q6的基極與三極管Q7的基極相 連接于三極管Q5的集電極，三極管Q5的基極通過電阻R17與單片機芯片Ul相連，三極管 Q6的發射極與三極管Q7的發射極相連接并通過電阻R19、穩壓二極管D5連接至場效應管 FET2的柵極，場效應管FET2的漏極與太陽能電池板輸入相連，通過控制場效應管FET2的 導通和截止來進行蓄電池充放電控制，其中，三極管Q5、三極管Q6為PNP型三極管，三極管 Q7為NPN型三極管。通過PWM充電控制電路，使充電回路的電壓損失較現有的充電電路降 低近一半，充電效率提高3% _6%，增加了用電時間。進一步的，所述的負載輸出電路225是PWM脈寬調制負載輸出電路，包括三極管 Q3、三極管Q4、三極管Q5、場效應管FETl、穩壓二極管D4及電阻R12、電阻R13、電阻R14，三極管Q3的基極與三極管Q4的基極相連接于三極管Q2的集電極并通過上拉電阻R13連接 至三極管Q3的集電極，三極管Q3的發射極與三極管Q4的發射極相連接并通過電阻R14、穩 壓二極管D4連接至場效應管FETl的柵極，場效應管FETl的漏極接至輸出端J2，并連接所 述的配電箱的輸出端子21。進一步的，所述的顯示LED電路2 包括移位寄存器芯片U2和LED數碼顯示管 U3，并通過限流電阻R4-R11相連接。進一步的，所述的按鍵227包括按鍵開關Si，經過濾波電容C6、電阻R15和限流電 阻R16連接至單片機芯片U1。進一步的，所述的指示燈2 包括紅色指示燈和綠色指示燈，由紅色發光二極管 D2和綠色發光二極管D3組成，并分別通過電阻Rl和R2與單片機芯片Ul相連接。本實用新型的工作原理是所述的控制電路采用了內嵌有專用軟件的單片機芯片，通過按鍵開關設置控制電 路的工作模式，包括有通用控制器模式、純光控開關模式、光控開定時延時關模式，實現智 能控制。在純光控開關模式中，當沒有陽光時，光強降到啟動點，控制電路延時10分鐘確 認啟動信號后，開通負載，負載開始工作；當有陽光時，光強升到啟動點以上，控制電路延時 10分鐘確認關閉輸出信號后關閉輸出，負載停止工作。在光控開定時延時關模式時，當沒 有陽光時，光強降到啟動點，控制電路延時10分鐘確認啟動信號后，開通負載，負載開始工 作；當負載工作到設定的時間就關閉負載，如采用光控開+1 延時關，當負載工作12小時 后就關閉負載。根據延時時間的長短，對照明路燈4或者水泵5或者移動通信基站6等負 載的功率進行調節，以使蓄電池延長使用時間。在通用控制器模式時則是取消光控、時控、 延時功能。其工作模式設置方法為按下按鍵開關持續3秒，LED數碼顯示管閃爍，松開按鍵 開關后，每按一次按鍵開關轉換一個數字，直到LED顯示的數字對應上工作模式對應的數 字(按照其延時時間不同設置不同的數字)即停止按鍵，長按住持續3秒，等到LED顯示的 數字不閃爍即完成設置。非設置狀態時，每按一次按鍵開關，LED數碼顯示管點亮，可觀察 到設置的值。蓄電池處于充電狀態時，若系統連接正常，且有陽光照射到光電池板時，綠色指示 燈常亮，表示系統充電電路正常；當綠色指示燈出現閃爍時，說明系統正處于浮充狀態；若 充電充滿，綠色指示燈為熄滅狀態，表示系統充滿電。充電采用PWM模式，根據不同的電壓 點，自動選擇充電電流。這些自動控制過程將使蓄電池達到最佳充電效果并保證或延長其 使用壽命。蓄電池處于放電狀態時，開通負載，紅色指示燈常亮。如果蓄電池的電壓小于 11V，紅色指示燈將出現快閃，控制電路將關閉蓄電池輸出，提示用戶充電。當設定的延時時 間到后，控制電路將關閉負載，紅色指示燈出現慢閃提示。通過指示燈可直觀地指示當前狀 態，讓用戶了解使用狀況，方便維護，延長使用壽命。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 保護的范圍之內。
權利要求1.太陽能供電系統，其特征在于包括太陽能電池板(1)、配電箱0)，該配電箱(2) 內置有蓄電池及控制電路(22)，所述的太陽能電池板(1)通過電性連接的控制電路 (22)對蓄電池03)充電，所述的配電箱(2)上設有輸出端子(21)，所述的蓄電池03)的 輸出端電性連接于配電箱的輸出端子01)。
2.根據權利要求1所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的配電箱的輸出端子 (21)通過電纜C3)連接于耗電負載，所述的耗電負載是照明路燈(4)或者水泵( 或者移 動通信基站(6)。
3.根據權利要求1所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的太陽能電池板(1)設 置于固定支架(11)的上端，所述的固定支架(11)下端固定于地面或墻體，所述的固定支架 (11)中部固定連接所述的配電箱0)。
4.根據權利要求1所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的控制電路02)是由單 片機及其外圍組成的電路，包括單片機控制電路021)，其輸入連接于電源電路022)、電壓檢測電路(22 及按鍵 027)，輸出連接于負載輸出025)、顯示LED電路(226)及指示燈0 )，其輸入輸出與PWM 充電控制電路(224)相連接；電源電路022)，其輸入連接于蓄電池(23)，為控制電路0 提供工作電源；電壓檢測電路023)，其輸入連接于太陽能電池板(1)和蓄電池(23)，將檢測的電壓信 號傳輸至單片機控制電路021)；PWM充電控制電路0 )，其輸入輸出還與蓄電池相連接，控制蓄電池的充 放電；負載輸出電路025)，其輸出與所述的配電箱的輸出端子連接。
5.根據權利要求4所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的單片機控制電路(221) 包括單片機芯片(Ul)及連接于其上的晶振電路，所述的單片機芯片(Ul)為PIC16F716。
6.根據權利要求4所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的電壓檢測電路(223) 包括太陽能輸入電壓檢測電路和蓄電池電壓檢測電路，太陽能輸入電壓檢測電路輸入連接 于太陽能電池板，經過上拉電阻(R22)、分壓電阻(R23)和濾波電容(ClO)連接至單片機芯 片(Ul)；蓄電池電壓檢測電路輸入連接于蓄電池，經過上拉電阻(R21)、分壓電阻(R20)和 濾波電容(C9)連接至單片機芯片(Ul)。
7.根據權利要求4所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的電源電路022)輸入 連接于蓄電池，經過保險絲(FUSEl)、二極管(Dl)和濾波電容(Cl、C3)后連接至三端穩壓 芯片(U4)，經過濾波電容(C2、C4)輸出+5V工作電源電壓。
8.根據權利要求4所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的PWM充電控制電路 (224)輸入連接于太陽能電池板(1)，經過二極管(D6)、穩壓二極管(D7)連接至三極管 (Q6)的集電極，所述三極管0^6)的基極與三極管0^7)的基極相連接于三極管的集電 極并通過上拉電阻(R18)連接至三極管0^6)的集電極，三極管0^5)的基極通過電阻(R17) 與單片機芯片(Ul)相連，三極管0^6)的發射極與三極管0^7)的發射極相連接并通過電阻 (R19)、穩壓二極管(M)連接至場效應管(FET2)的柵極，場效應管(FET2)的漏極與太陽 能電池板輸入相連，通過控制場效應管(FET2)的導通和截止來進行蓄電池充放電控制，其 中，三極管(Q5、Q6)為PNP型三極管，三極管^!7)為NPN型三極管。
9.根據權利要求4所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的負載輸出電路(225)是PWM脈寬調制負載輸出電路，包括三極管(Q3、Q4、Q5)、場效應管(FETl)、穩壓二極管(D4) 及電阻(R12、R13、R14)，三極管的基極與三極管0H)的基極相連接于三極管0^2)的 集電極并通過上拉電阻(R13)連接至三極管0^3)的集電極，三極管0^3)的發射極與三極 管0H)的發射極相連接并通過電阻(R14)、穩壓二極管(D4)連接至場效應管(FETl)的柵 極，場效應管(FETl)的漏極接至輸出端(J2)，并連接所述的配電箱的輸出端子01)。
10.根據權利要求4所述的太陽能供電系統，其特征在于所述的顯示LED電路(226) 包括移位寄存器芯片(U2)和LED數碼顯示管(U3)，并通過限流電阻(R4-R11)相連接。
專利摘要本實用新型涉及太陽能源利用領域，尤其涉及一種太陽能的供電系統。本實用新型的太陽能供電系統，包括太陽能電池板(1)、配電箱(2)，該配電箱(2)內置有蓄電池(23)及控制電路(22)，所述的太陽能電池板(1)通過電性連接的控制電路(22)對蓄電池(23)充電，所述的配電箱(2)上設有輸出端子(21)，所述的蓄電池(23)的輸出端電性連接于配電箱的輸出端子(21)。本實用新型克服了現有技術的不足，利用太陽能對蓄電池充電，并由蓄電池為配電箱提供電力配送端口，可以連接各種所需耗電負載。不僅是一種適用于電力網絡為達的邊遠地區的供電系統，同時也是一種干凈無污染的電力能源發生系統。
文檔編號H02J7/00GK201829984SQ201020576079
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月20日 優先權日2010年10月20日
發明者戴志忠 申請人:廈門紐普斯特科技有限公司