專利名稱：太陽能與壓電發電互補充電器的制作方法
技術領域：
本發明涉及充電技術，具體的說涉及用于為低壓小功率電器充電的太陽能與壓電發電互補充電器。
背景技術：
現有的小功率充電器可分為固定充電和移動充電兩種，固定充電的優點是安全穩定，對電池傷害小，但只能固定于帶插座處充電，降低了它的實用性。隨著社會的快速發展， 移動充電應運而生，現有的移動充電主要有太陽能充電，手動充電，車載充電等。太陽能充電電壓穩定，充電電流小，有利于延長電池壽命，但充電緩慢，而且受環境影響比較大，在沒有太陽光時無法充電。手動充電的優點是充電快速，受環境影響小，但由于手動充電電流不穩定，對電池傷害較大，影響電池壽命，所以具有很大的局限性。車載充電則屬于間接充電， 先逆變后，再由固充對電器充電，其使用同樣具有很大的局限性。發明內容
鑒于以上背景，本發明將太陽能充電和手動壓電充電的優點結合提供太陽能與壓電發電互補充電器，使得充電器可以在白天緩慢充電，需要時太陽能手動混合充電，夜間手動單獨充電。另外，手動充電采用新型均流控制模式，改善手動充電性能。
為了達到上述目的，本發明采取的技術方案是一種太陽能與壓電發電互補充電器，包括太陽能光板、壓電發電裝置、開關穩壓電源電路和指示燈電路，太陽能光板的輸出端與壓電發電裝置的輸出端同時接到開關穩壓電源電路的輸入端，開關穩壓電源電路輸出端接電池的正極。
進一步的，壓電發電裝置包括由壓電元件、第一二極管、第二二極管、第三二極管組成的橋式電路，第一二極管的陰極與第二二極管的陽極連接，第三二極管的陽極與第四二極管的陰極連接，第一二極管的陽極與第四二極管的陰極連接，第二二極管的陽極與第三二極管的陰極連接；壓電元件的電壓輸出端一端與第一二極管的陽極和第四二極管的陰極的連接點連接，另一端與第二二極管的陽極和第三二極管的陰極的連接點連接。
進一步的，壓電發電裝置由一個手壓手柄控制，通過手壓手柄控制壓電發電裝置里的壓電元件受壓產生電壓。
進一步的，開關穩壓電源電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第五二極管、第一穩壓二極管、第一三極管、第一電感和穩壓集成器W7805, 第一電阻的一端與第一三極管的射極和第一電容正極相連構成開關穩壓電路的輸入端，第一電阻的另一端與第一三極管的基極和第一穩壓二極管的陰極相連，第二電阻的一端與第一三極管的集電極與第五二極管的陰極和第一電感的一端相連，第二電阻的另一端與第三電阻的一端、第二電容的一端和集成穩壓器W7805的公共端相連，第三電阻的另一端接地， 第一電容另一端接地，第二電容的另一端與第一穩壓二極管的陽極和集成穩壓器W7805的輸入端相連，第三電容的一端與集成穩壓器W7805的輸出端和第一電感的另一端相連構成開關穩壓電源電路的輸出端并引出輸出端A，第三電容的另一端接地，第五二極管的陽極接地。進一步的，指示燈電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四電容、第五電容、第六二極管、發光二極管管和集成運算放大器LM358，第四電阻一端與地連接，第四電阻的另一端與電池負極與集成運算放大器LM358的INl (-)腳相連，第五電阻的一端與開關穩壓電源電路的輸出端A連接，第五電阻的另一端與集成運算放大器LM358的INl (+)腳連接，第六電阻的一端與集成運算放大器LM358的IN2(-)腳與第六二極管的陰極和第五電容的一端相連，第六電阻的另一端與集成運算放大器LM358的0UT2腳與第七電阻的一端和第八電阻的一端相連，第七電阻的另一端與發光二極管的陰極連接，第八電阻的另一端與集成運算放大器LM358的IN2(+)腳和第九電阻的一端及第十電阻的一端與第四電容的一端相連，第九電阻的另一端與開關穩壓電源電路的輸出端A連接，第十電阻的另一端與地連接，第四電容的另一端與地連接，第五電容的另一端與地連接，第六二極管的陽極與集成運算放大器LM358的OUTl腳連接，發光二極管的陽極與穩壓電源電路的輸出端A連接，集成運算放大器LM358的GND腳與地連接，集成運算放大器LM358的Vcc腳與開關穩壓電源電路的輸出端A連接。 與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果電路結構簡單，成本低，不需要輸入電源，能利用太陽能和人體的機械能的做功發電，手動充電采用新型均流控制模式，改善手動充電性能。此電路實現了大電流充電。本發明將太陽能發電和壓電發電結合起來實現互補充電，陽光充足時利用太陽能發電給電池緩慢平穩充電，急需時無論在任何環境場合可以手動壓電發電給電池快速充電。本發明電路比較簡單，電子元器件較少，產品體積小，成本低，且具有節能環保的優點。
圖I是實施方式中太陽能與壓電發電互補充電器的總體結構示意圖。圖2是實施方式中的太陽能板電路圖。圖3是實施方式中的壓電發電裝置電路圖。圖4是實施方式中的開關穩壓電源電路的電路圖。圖5是實施方式中的指示燈電路的電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明，但本發明的實施和保護不限于此。參見圖1，圖I給出了本發明示例的太陽能與手動壓電發電互補充電器的總體電路結構圖，包括太陽能光板、手動壓電發電裝置、開關穩壓電源電路，指示燈電路，太陽能光板的輸出端與手動壓電發電裝置的輸出端同時接到開關穩壓電源電路的輸入端，開關穩壓電源電路輸出端接電池的正極。太陽能光板將太陽能轉換成電能輸出，手動壓電發電裝置由一個手壓手柄控制，讓壓電發電裝置里的壓電元件受壓產生電壓。所述開關穩壓電源電路穩定太陽能的輸出電壓和電流。手動壓電發電由一個手壓手柄控制，讓壓電發電裝置里的壓電元件受壓產生電壓并通過整流電路整流成直流電壓輸出給開關穩壓電源電路，開關CN 102931704 A書明說3/4頁穩壓電源電路穩定壓電發電裝置的輸出電壓和電流。開關穩壓電源電路同時也為指示燈電路提供電能。
圖2為太陽能板電路圖，由一塊小體積太陽能板組成，太陽能板將太陽能轉化為電能輸出到開關穩壓電源電路。
圖3為手動壓電發電裝置的電路圖，電路由壓電材料(壓電元件)和由第一二極管 D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4四個二極管組成的整流電路。壓電材料再經過受壓或拉伸時，將產生交流電壓。由壓電材料產生的交流電壓通過整流電路的整流后輸出直流電壓，輸出到開關穩壓電源電路。第一二極管的陰極與第二二極管的陽極連接，第三二極管的陽極與第四二極管的陰極連接，第一二極管的陽極與第四二極管的陰極連接， 第二二極管的陽極與第三二極管的陰極連接。壓電元件的電壓輸出端一端與整流電路的第一二極管的陽極和第四二極管的陰極的連接點連接，另一端與第二二極管的陽極和第三二極管的陰極的連接點連接，這樣可以讓壓電元件產生的交流電壓整流成直流電壓并輸出到開關穩壓電源電路。
圖4為開關穩壓電源電路的電路圖，開關穩壓電源電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第五二極管D5、第一穩壓二極管Dzl、第一三極管Q1、第一電感LI、穩壓集成器W7805，第一電阻的一段與第一三極管的射極與第一電容正極相連構成開關穩壓電路的輸入端，第一電阻的另一端與第一三極管的基極與第一穩壓二極管的陰極相連，第二電阻的一端與第一三極管的集電極與第五二極管的陰極與第一電感的一端相連，第二電阻的另一端與第三電阻的一端與第二電容的一端與集成穩壓器W7805的公共端相連，第三電阻的另一端 接地，第一電容另一端接地，第二電容的另一端與第一穩壓二極管的陽極與集成穩壓器W7805的輸入端相連,第三電容的一端與集成穩壓器W7805的輸出端與第一電感的另一端相連構成開關穩壓電源電路的輸出端并引出輸出端A，第三電容的另一端接地，第五二極管的陽極接地，這樣開關穩壓電源電路的輸出端與電池的正極連接為電池充電，同時也為指示燈電路供電。第一三極管與集成穩壓器 W7805內部的調整管組成復合管形式作為開關元件使用，集成穩壓器W7805的內部誤差放大器作為電壓比較器使用。輸出電壓值Vout為集成穩壓器W7805的標稱電壓值，由于三極管的電流放大作用，三極管將輸入電流放大，達到增大輸出功率的作用。
圖5給出了指示燈電路，包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻 R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第四電容C4、第五電容C5、第六二極管D6、發光二極管管LED、集成運算放大器LM358，第四電阻一端與地連接，第四電阻的另一端與地與集成運算放大器LM358的INl(-)腳相連，第五電阻的一端與開關穩壓電源電路的輸出端 A連接，第五電阻的另一端與集成運算放大器LM358的INl (+)腳連接，第六電阻的一端與集成運算放大器LM358的IN2(_)腳與第六二極管的陰極與第五電容的一端相連，第六電阻的另一端與集成運算放大器LM358的0UT2腳與第七電阻的一端與第八電阻的一端相連,第七電阻的另一端與發光二極管的陰極連接，第八電阻的另一端與集成運算放大器LM358的 IN2 (+)腳與第九電阻的一端與第十電阻的一端與第四電容的一端相連，第九電阻的另一端與開關穩壓電源電路的輸出端A連接，第十電阻的另一端與地連接，第四電容的另一端與地連接，第五電容的另一端與地連接，第六二極管的陽極與集成運算放大器LM358的OUTl 腳連接，發光二極管的陽極與穩壓電源電路的輸出端A連接，集成運算放大器LM358的GND5腳與地連接，集成運算放大器LM358的Vcc腳與開關穩壓電源電路的輸出端A連接，當電池在充電時，指示燈電路里的發光二極管以頻率3Hz閃爍，當電池充滿電時發光二極管恒亮。當接入電池時，A點電壓等于電池正極電壓，集成運算放大器LM358的INl (_)腳的電壓為電池負極的電壓，若電池需要充電時，集成運算放大器LM358的INl (+)腳的電壓低于集成運算放大器LM358的INl (-)腳的電壓，則集成運算放大器LM358的OUTl腳電壓輸出低電平，此時第六二級管截止，則集成運算放大器LM358的0UT2腳的電平會以3Hz的頻率變換高低，使發光二極管以3Hz的頻率閃爍，表示電池正在充電。當電池充滿電時，集成運算放大器LM358的3腳的電壓高于集成運算放大器LM358的INl (-)腳的電壓，則集成運算放大器LM358的OUTl腳電壓輸出高電平，此時第六二級管導通，則集成運算放大器LM358 的0UT2腳一直輸出低電平,使發光二級管恒亮,表不電池充滿電。
權利要求
1.一種太陽能與壓電發電互補充電器，其特征在于包括太陽能光板、壓電發電裝置、開關穩壓電源電路和指示燈電路，太陽能光板的輸出端與壓電發電裝置的輸出端同時接到開關穩壓電源電路的輸入端，開關穩壓電源電路輸出端接電池的正極。
2.根據權利要求I所述的太陽能與壓電發電互補充電器，特征在于壓電發電裝置包括由壓電元件、第一二極管、第二二極管、第三二極管組成的橋式電路，第一二極管的陰極與第二二極管的陽極連接，第三二極管的陽極與第四二極管的陰極連接，第一二極管的陽極與第四二極管的陰極連接，第二二極管的陽極與第三二極管的陰極連接；壓電元件的電壓輸出端一端與第一二極管的陽極和第四二極管的陰極的連接點連接，另一端與第二二極管的陽極和第三二極管的陰極的連接點連接。
3.根據權利要求2所述的太陽能與壓電發電互補充電器，特征在于壓電發電裝置由一個手壓手柄控制，通過手壓手柄控制壓電發電裝置里的壓電元件受壓產生電壓。
4.根據權利要求I所述的太陽能與壓電發電互補充電器，特征在于開關穩壓電源電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第五二極管、第一穩壓二極管、第一三極管、第一電感和穩壓集成器W7805,第一電阻的一端與第一三極管的射極和第一電容正極相連構成開關穩壓電路的輸入端,第一電阻的另一端與第一三極管的基極和第一穩壓二極管的陰極相連,第二電阻的一端與第一三極管的集電極與第五二極管的陰極和第一電感的一端相連，第二電阻的另一端與第三電阻的一端、第二電容的一端和集成穩壓器W7805的公共端相連，第三電阻的另一端接地，第一電容另一端接地，第二電容的另一端與第一穩壓二極管的陽極和集成穩壓器W7805的輸入端相連,第三電容的一端與集成穩壓器W7805的輸出端和第一電感的另一端相連構成開關穩壓電源電路的輸出端并引出輸出端A，第三電容的另一端接地，第五二極管的陽極接地。
5.根據權利要求Γ3任一項所述的太陽能與壓電發電互補充電器，特征在于指示燈電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四電容、第五電容、第六二極管、發光二極管管和集成運算放大器LM358，第四電阻一端與地連接，第四電阻的另一端與電池負極與集成運算放大器LM358的INl (-)腳相連，第五電阻的一端與開關穩壓電源電路的輸出端A連接，第五電阻的另一端與集成運算放大器LM358的INl (+)腳連接，第六電阻的一端與集成運算放大器LM358的IN2(_)腳與第六二極管的陰極和第五電容的一端相連，第六電阻的另一端與集成運算放大器LM358的0UT2腳與第七電阻的一端和第八電阻的一端相連，第七電阻的另一端與發光二極管的陰極連接，第八電阻的另一端與集成運算放大器LM358的IN2(+)腳和第九電阻的一端及第十電阻的一端與第四電容的一端相連，第九電阻的另一端與開關穩壓電源電路的輸出端A連接，第十電阻的另一端與地連接，第四電容的另一端與地連接，第五電容的另一端與地連接，第六二極管的陽極與集成運算放大器LM358的OUTl腳連接，發光二極管的陽極與穩壓電源電路的輸出端A連接，集成運算放大器LM358的GND腳與地連接，集成運算放大器LM358的Vcc腳與開關穩壓電源電路的輸出端A連接。
全文摘要
本發明公開了太陽能與壓電發電互補充電器，包括太陽能光板、壓電發電裝置、開關穩壓電源電路和指示燈電路，太陽能光板的輸出端與壓電發電裝置的輸出端同時接到開關穩壓電源電路的輸入端，開關穩壓電源電路輸出端接電池的正極。本發明主要用于手機、MP3、數碼相機等各種低充電電壓的小功率器件。本發明將太陽能發電和壓電發電結合起來實現互補充電，陽光充足時利用太陽能發電給電池緩慢平穩充電，急需時無論在任何環境場合可以手動壓電發電給電池快速充電。本發明電路比較簡單，電子元器件較少，產品體積小，成本低，且具有節能環保的優點。
文檔編號H02J7/00GK102931704SQ20121042547
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者康龍云, 林玉健, 姜凱 申請人:華南理工大學