一種太陽能供電電路及便攜式太陽能供電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種太陽能供電電路及便攜式太陽能供電器，太陽能供電電路包括：太陽能板、MCU、穩壓器、供電接口和電流采集器；所述太陽能板正極分別與所述MCU的正電源端、穩壓器的正電源端連接；所述太陽能板負極以及所述MCU的負電源端、穩壓器的負電源端均接地；所述MCU的信號輸出端與所述穩壓器的信號輸入端連接；所述MCU的信號輸入端與所述電流采集器的信號輸出端連接；所述穩壓器的信號輸出端與所述供電接口的正端連接；所述供電接口的負端與所述電流采集器的正端連接；所述電流采集器的負端接地。本實用新型提出的太陽能供電電路能夠促使數碼通信設備重新開啟充電，而且該重新開啟充電的過程無需人工操作，因此提高了充電效率。
【專利說明】—種太陽能供電電路及便攜式太陽能供電器
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及供電/充電領域，具體涉及一種太陽能供電電路及便攜式太陽能供電器，可應用于利用太陽能對數碼通信設備進行供電的技術方案中。
【背景技術】
[0002]隨著諸如移動電源等便攜式供電設備的普及，利用太陽能來為諸如手機、平板電腦之類的數碼通信設備提供充電的便攜式太陽能供電設備的研究也正在興起。
[0003]不少數碼通信設備中都內置有電源管理模塊，該電源管理模塊會根據檢測到的外部供電電流或功率的大小，來調整充電模式；當外部供電電流或供電功率不穩定時，該電源管理模塊將會控制數碼通信設備關閉充電，這時即使外部供電電流或供電功率恢復穩定，電源管理模塊也不會自動控制數碼通信設備重新開啟充電，通常需要由人工斷開數碼通信設備跟供電設備的連接，然后重新接上才能重新開啟充電。
[0004]太陽能供電設備的供電方式是將太陽能轉為電能來為數碼通信設備進行供電，但是由于太陽光線通常并不穩定，因此很容易發生供電電流或供電功率不穩定時的情況(通常是光線變弱，導致供電電流變小)，這便很可能會導致數碼通信設備關閉充電，而且，即使外部供電電流或供電功率恢復穩定，數碼通信設備也不會自動重新開啟充電，因此嚴重影響了充電效果，造成充電效率低下。
實用新型內容
[0005]本實用新型針對現有技術中數碼通信設備在外部供電電流或供電功率恢復穩定后仍不會自動重新開啟充電，造成充電效率低下的技術問題，提出一種太陽能供電電路。
[0006]本實用新型提出的一種太陽能供電電路，其包括:太陽能板、MCU、穩壓器、供電接口和電流采集器；
[0007]所述太陽能板正極分別與所述MCU的正電源端、穩壓器的正電源端連接；所述太陽能板負極以及所述MCU的負電源端、穩壓器的負電源端均接地；
[0008]所述MCU的信號輸出端與所述穩壓器的信號輸入端連接；所述M⑶的信號輸入端與所述電流采集器的信號輸出端連接；所述穩壓器的信號輸出端與所述供電接口的正端連接；所述供電接口的負端與所述電流采集器的正端連接；所述電流采集器的負端接地。
[0009]具體的，所述穩壓器包括DC-DC穩壓器、續流二極管、續流電感和第一濾波電容；
[0010]所述DC-DC穩壓器的正電源端與所述太陽能板的正極連接，其負電源端接地，其信號輸入端與所述MCU的信號輸出端連接，其信號輸出端與所述續流二極管陰極連接；
[0011]所述續流二極管的陰極還與所述續流電感的正端連接，其陽極接地；所述續流電感的負端分別與所述第一濾波電容的正端、供電接口的正端連接；
[0012]所述第一濾波電容的負端接地。
[0013]具體的，所述電流采集器包括電流信號采集電阻、第二濾波電容和信號采集通道電阻；
[0014]所述電流信號采集電阻的正端、第二濾波電容的正端和信號采集通道電阻的正端均接于所述供電接口的負端；
[0015]所述電流信號采集電阻的負端、第二濾波電容的負端均接地；所述信號采集通道電阻的負端接于所述MCU的信號輸入端。
[0016]具體的，所述供電接口為USB供電接口。
[0017]具體的，所述太陽能板的功率為5W至10W，所述電流信號采集電阻的阻值為0.01 Ω 至 I Ω。
[0018]具體的，所述太陽能供電電路對外供電的工作電壓為5V至7.5V。
[0019]此外，本實用新型還提出了一種便攜式太陽能供電器，其包括上述任一項太陽能供電電路。
[0020]有益效果:本實用新型提出的一種太陽能供電電路，其中太陽能板可用于將太陽能轉化成電能并為MCU和穩壓器供電，同時該電能通過穩壓器穩壓后經供電接口為外接的數碼通信設備供電；MCU可通過電流采集器周期性地采集供電接口處的電流信號進行運算，以確定該電流信號的大小是否適合對外供電，當所述電流信號的大小不適合對外供電時,MCU可用來輪流發出一關閉對外供電的信號和一開啟對外供電的信號至所述穩壓器中，以通過該穩壓器反復擾動供電；數碼通信設備內置的電源管理模塊將會在該反復擾動下重新調整充電模塊，直至電流信號的大小適合對外供電(也即適合該數碼通信設備進行充電)時，再由MCU以一恒定開啟對外供電的信號發送至穩壓器中，實現重新對外持續供電(也即實現該數碼通信設備重新持續充電)，因而本實用新型提出的太陽能供電電路能夠促使數碼通信設備重新開啟充電，而且該重新開啟充電的過程無需人工操作，因此提高了充電效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型提出的一種太陽能供電電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本實用新型進行進一步描述。
[0023]本實用新型提出了一種太陽能供電電路，以下以實施例進行描述。
[0024]以下用來描述各部件連接端的術語“正端”和“負端”，是基于各部件中電流的流向，為了方便描述而采用的命名方式，其中“正端”為電流的輸入端，“負端”為電流的輸出端。其他諸如“正極”、“負極”、“陽極”和“陰極”等均為本領域的專業術語，可按通用含義理解。
[0025]請參考圖1，本實施例提出的太陽能供電電路主要包括:太陽能板10、MCU 20、穩壓器30、電流采集器40和供電接口(本實施例中供電接口采用USB供電接口 50，但隨著科技的發展，不排除以后還可以采用其他更合適的供電接口的可能)；
[0026]所述太陽能板10正極分別與所述MCU 20的正電源端、穩壓器30的正電源端連接；所述太陽能板10負極以及所述MCU 20的負電源端、穩壓器30的負電源端均接地；
[0027]所述MCU 20的信號輸出端與所述穩壓器30的信號輸入端連接；所述MCU 20的信號輸入端與所述電流采集器40的信號輸出端連接；所述穩壓器30的信號輸出端與所述USB供電接口 50的正端連接；所述USB供電接口 50的負端與所述電流采集器40的正端連接；所述電流采集器40的負端接地。
[0028]以下介紹利用本實施例的太陽能供電電路為外接的數碼通信供電的原理，其具體過程主要包括以下步驟SlOO至步驟S500:
[0029]S100、通過電路中的太陽能板10吸收太陽能并將其轉化為電能；
[0030]其中，太陽能板10可采用便攜式太陽能供電器通用的太陽能板，本實施例不對太陽能板10的型號、尺寸等具體參數做限制；其吸收太陽能并將太陽能轉化為電能的方案可參考本領域的慣用方案，本實施例對此不做特殊要求。
[0031]S200、利用所述電能為電路中的MCU 20和穩壓器30供電；
[0032]其中，所述電能的作用包括對內供電和對外供電，其中對內供電即是為電路中的MCU 20和穩壓器30等提供直流電源，但同時，該電能經穩壓器30穩壓后通過USB供電接口50提供給數碼通信設備進行充電，則為對外供電。
[0033]S300、所述MCU 20周期性地采集電路中用于對外供電的USB供電接口 50處的電流信號進行運算，以確定該電流信號的大小是否適合對外供電；
[0034]具體的，可以在MCU 20中預設一電流信號采集周期，由MCU 20按該周期去采集電路中用于對外供電的USB供電接口 50處的電流信號進行運算，以確定該電流信號的大小是否適合對外供電。這里確定是否適合對外供電的具體方案可以是:在MCU 20中設置一與數碼通信設備的額定充電電流對應的標準供電電流，當采集到的電流信號的大小超出該標準供電電流限定的范圍時，則判定該電流的信號不適合對外供電。例如假設該標準供電電流限定的范圍是500 mA左右，而采集到的電流信號大小只有300mA，則可判定為不適合對外供電。
[0035]S400、當所述電流信號的大小不適合對外供電時，所述MCU 20輪流發出一關閉對外供電的信號和一開啟對外供電的信號至所述穩壓器30中，以通過所述穩壓器30反復擾動供電，直至采集到適合對外供電的電流信號后，所述MCU 20發出一恒定開啟對外供電的信號至所述穩壓器30中；
[0036]由于太陽光線的穩定性難以維持，因此吸收太陽能并轉化為電能后，所產生的電流和電壓的大小很容易產生較大波動，故而太陽能供電器中通常會設置穩壓元件對對外供電電壓進行穩壓控制，使供電電壓維持在一個合理的范圍內，避免波動較大，這便是本實施例中穩壓器30的功能之一。
[0037]若采集到的電流信號經過運算后，其大小不適合對外供電時，則可由MCU 20輪流發出一關閉對外供電的信號和一開啟對外供電的信號至所述穩壓器30中，以通過穩壓器30反復擾動供電，直至采集到適合對外供電的電流信號后，再由MCU 20發出一恒定開啟對外供電的信號至穩壓器30中；其中，所述擾動充電既可理解為對穩壓器30的擾動，也可理解為整個電路對外供電功能的擾動，同時也可理解為對外接的數碼通信設備充電功能的擾動，因為MCU對穩壓器30的擾動實際也相當于對整個電路對外供電功能以及外接的數碼通信設備充電功能的擾動。
[0038]S500、所述穩壓器30根據所述MCU 20發出的關閉或開啟對外供電的信號，通過所述USB供電接口 50相應關閉或開啟對外供電，并在開啟對外供電時對對外供電電壓進行穩壓控制。
[0039]由前述可知，穩壓器30通過所述USB供電接口 50相應關閉或開啟對外供電也即是對數碼通信設備(中的電源管理模塊)充電功能的擾動，該擾動作用便會促使數碼通信設備中的電源管理模塊重新調整充電模塊，從而使數碼通信設備實現自動重新開啟充電。
[0040]由于本實施例提出的一種太陽能供電電路，其中太陽能板可用于將太陽能轉化成電能并為MCU和穩壓器供電，同時該電能通過穩壓器穩壓后經USB供電接口為外接的數碼通信設備供電；MCU可通過電流采集器周期性地采集USB供電接口處的電流信號進行運算，以確定該電流信號的大小是否適合對外供電，當所述電流信號的大小不適合對外供電時，MCU可用來輪流發出一關閉對外供電的信號和一開啟對外供電的信號至所述穩壓器中，以通過該穩壓器反復擾動供電；數碼通信設備內置的電源管理模塊將會在該反復擾動下重新調整充電模塊，直至電流信號的大小適合對外供電(也即適合該數碼通信設備進行充電)時，再由MCU以一恒定開啟對外供電的信號發送至穩壓器中，實現重新對外持續供電(也即實現該數碼通信設備重新持續充電)，因而本實用新型提出的太陽能供電電路能夠促使數碼通信設備重新開啟充電，而且該重新開啟充電的過程無需人工操作，因此提高了充電效率。
[0041]關于上述穩壓器30的內部結構或組成，本領域技術人員可以根據上述對其功能的介紹自行設計。具體的，本實施例提供以下方案以供參考，請繼續參閱圖1:
[0042]所述穩壓器30包括DC-DC穩壓器、續流二極管Dl、續流電感LI和第一濾波電容Cl ；
[0043]所述DC-DC穩壓器的正電源端與所述太陽能板10的正極連接，其負電源端接地，其信號輸入端與所述MCU 20的信號輸出端連接，其信號輸出端與所述續流二極管Dl陰極連接；
[0044]所述續流二極管Dl的陰極還與所述續流電感LI的正端連接，其陽極接地；所述續流電感LI的負端分別與所述第一濾波電容Cl的正端、USB供電接口 50的正端連接；
[0045]所述第一濾波電容Cl的負端接地。
[0046]其中，DC-DC穩壓器也即俗稱直流-直流轉換器，用于對直流電進行穩壓，使電壓限定在適當的范圍內；第一濾波電容Cl用于對過濾掉輸往USB供電接口 50的正端的干擾信號；DC-DC穩壓器、續流二極管D1、續流電感LI與第一濾波電容Cl四者的電路連接共同實現穩壓器30的功能。
[0047]關于上述電流采集器40的內部結構或組成，本領域技術人員可以根據上述對其功能的介紹自行設計。具體的，本實施例提供以下方案以供參考，請繼續參閱圖1:
[0048]所述電流采集器40包括電流信號采集電阻R1、第二濾波電容C2和信號采集通道電阻R2 ；
[0049]所述電流信號采集電阻Rl的正端、第二濾波電容C2的正端和信號采集通道電阻R2的正端均接于所述USB供電接口 50的負端；
[0050]所述電流信號采集電阻Rl的負端、第二濾波電容C2的負端均接地；所述信號采集通道電阻R2的負端接于所述MCU的信號輸入端。
[0051]其中，電流信號采集電阻Rl用于給MCU提供電流信號采集，信號采集通道電阻R2用于將電流信號采集電阻Rl提供的電流信號反饋至MCU中以供采集，第二濾波電容C2對需要采集的電流信號進行濾波，以去除干擾信號，提高采集精度。
[0052]上述太陽能板的功率、電流采集電阻的阻值以及整個太陽能供電設備對外供電的工作電壓，可根據需要充電的數碼通訊數據進行選擇或設置，在本實施例中，為手機等額定充電電壓、電流或功率相對較低的數碼通信設備供電時，充電太陽能板的功率可以是5W至10W，所述電流信號采集電阻的阻值可以是0.01 Ω至1Ω，整個太陽能供電設備對外供電的工作電壓則為5V至7.5V。
[0053]此外，本實用新型還提出了一種便攜式太陽能供電器，其實施例包括上述任一項太陽能供電電路，因此該便攜式太陽能供電器內部的各電路元件及其連接關系可參考上述太陽能供電電路實施例中的介紹。
[0054]值得注意的是，本實施例中所述的便攜式太陽能供電器是指擁有獨立的個體(不依附于其他設備上)，并且能像現有的移動電源或手機等移動終端一樣便于隨身攜帶的供電器，
[0055]同時可以理解的是，該便攜式太陽能供電器同樣具備上述太陽能供電電路實施例中所涉及的一切有益效果，這里不再贅述。
[0056]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種太陽能供電電路，其特征在于，包括:太陽能板、MCU、穩壓器、供電接口和電流采集器； 所述太陽能板正極分別與所述MCU的正電源端、穩壓器的正電源端連接；所述太陽能板負極以及所述MCU的負電源端、穩壓器的負電源端均接地； 所述MCU的信號輸出端與所述穩壓器的信號輸入端連接；所述MCU的信號輸入端與所述電流采集器的信號輸出端連接；所述穩壓器的信號輸出端與所述供電接口的正端連接；所述供電接口的負端與所述電流采集器的正端連接；所述電流采集器的負端接地。
2.如權利要求1所述的太陽能供電電路，其特征在于，所述穩壓器包括DC-DC穩壓器、續流二極管、續流電感和第一濾波電容； 所述DC-DC穩壓器的正電源端與所述太陽能板的正極連接，其負電源端接地，其信號輸入端與所述MCU的信號輸出端連接，其信號輸出端與所述續流二極管陰極連接； 所述續流二極管的陰極還與所述續流電感的正端連接，其陽極接地；所述續流電感的負端分別與所述第一濾波電容的正端、供電接口的正端連接； 所述第一濾波電容的負端接地。
3.如權利要求2所述的太陽能供電電路，其特征在于，所述電流采集器包括電流信號采集電阻、第二濾波電容和信號采集通道電阻； 所述電流信號采集電阻的正端、第二濾波電容的正端和信號采集通道電阻的正端均接于所述供電接口的負端； 所述電流信號采集電阻的負端、第二濾波電容的負端均接地；所述信號采集通道電阻的負端接于所述MCU的信號輸入端。
4.如權利要求1至3任一所述的太陽能供電電路，其特征在于，所述供電接口為USB供電接口。
5.如權利要求4所述的太陽能供電電路，其特征在于，所述太陽能板的功率為5W至10W，所述電流信號采集電阻的阻值為0.01Ω至1Ω。
6.如權利要求5所述的太陽能供電電路，其特征在于，所述太陽能供電電路對外供電的工作電壓為5V至7.5V。
7.一種便攜式太陽能供電器，其特征在于，包括如權利要求1至6任一項所述的太陽能供電電路。
【文檔編號】H02J7/00GK204068384SQ201420526649
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】陳凱彬 申請人:陳凱彬