[发明专利]太阳能充电系统

说明书

发明领域

本发明涉及一种太阳能充电系统，更具体地说，它涉及一种能够将从太阳能电池产生的电能高效地充入双层电容的太阳能充电系统。

现有技术说明

先进的电能系统一般都集成了含有太阳能电池和双层电容的太阳能充电系统，从而可使电能在白天产生并在夜晚消耗以适应环境及能量方面的需求。例如，在日本未决专利公报No.10-66281中就揭示出了这样一种太阳能系统。对太阳能充电系统来说，提高向电容供应已产生的能量的效率是非常重要的。

图1A的框图显示了一种含有一传统太阳能充电系统的电能系统。图1B的框图显示出了图1A中所示的传统太阳能充电系统。该传统电能系统在日本未决专利公报No.9-292851中也得到了说明。传统的太阳能充电系统70包括：太阳能电池71，整流器72(如二极管)，第一DC-DC转换器73，以及双层电容74。该传统的太阳能充电系统70被连接至一个第二DC-DC转换器75。第二DC-DC转换器75与一指示器76相连。该太阳能充电系统70可保存电能。第二DC-DC转换器75接收到来自太阳能充电系统70的电能，并对其电压进行转换。具有已被转换的电压的电能被提供给指示器76以指示出电能的转换电压电平。

参考图1B，电源电压从太阳能电池71通过整流器72被提供给第一DC-DC转换器73。太阳能电池71所产生的电源电压根据日光条件而发生变化。第一DC-DC转换器73将可变的电源电压转换成预定的恒定电压电平。然后，具有预定恒定电压电平的电能被从第一DC-DC转换器73提供至双层电容74，从而使双层电容74以预定的恒定电压电平进行充电。

从理论上讲，以恒定电压电平对电容进行充电意味着太阳能电池所产生的电能约有一半可被充入电容。这就意味着，只要电容是以恒定电压电平被充电的，则电容的充电效率就会较低。

太阳能电池根据所产生的可变电源电压电平而具有一个最大功率条件。此最大功率条件取决于太阳能电池输出的电压和电流之间的关系。以预定的恒定电压电平对电容进行充电的方法不能满足该最大功率条件。

在上述情况中，需要开发出一种能够解决上述问题的新颖的太阳能充电系统。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种避免上述问题的新颖的太阳能充电系统。

本发明还有一个目的是提供一种能够在最大功率条件下对电容进行充电的新颖的太阳能充电系统。

本发明所提供的一种太阳能充电系统包括：电压转换器，它用于将太阳能电池所产生的原始电压的电压电平转换成充电电压，并可利用此充电电压对电容进行充电；以及与电压转换器电连接的占空比控制电路，它用于向电压转换器提供一驱动时钟，以使电压转换器根据此驱动时钟进行操作。其中，占空比控制电路可根据一个取决于太阳能电池所产生的原始电压的最大充电功率来调整驱动时钟的占空比。

通过以下的文字说明，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得更加明了。

附图的简要说明

以下将参考附图对根据本发明所述的各优选实施例进行详细说明，在附图中：

图1A的框图显示了一个含有传统太阳能充电系统的电源系统。

图1B的框图显示出了图1A所示的传统太阳能充电系统。

图2的框图显示了在本发明第一实施例中所述的一种新颖的太阳能充电系统。

图3的电路图显示了包含在图2所示太阳能充电系统之中的电压转换器电路的内部电路结构。

图4的时序图显示了图3所示电压转换器电路的驱动时钟信号、节点Na上的电压、电流I1和I3以及电压Vc2的波形。

图5的电路图显示了图2所示太阳能充电系统中所含有的占空比控制电路的内部电路结构。

图6显示出了太阳能电池的电压-电流特性曲线。

图7显示了在最大功率条件下功率随照度的变化。

图8的电路图显示了在根据本发明第二实施例所述太阳能充电系统中含有的其它电压转换器电路的内部电路结构。

优选实施例的详细说明

根据本发明第一个方面所述的一种太阳能充电系统包括：电压转换器，它用于将太阳能电池所产生的原始电压的电压电平转换成一个充电电压，并可利用此充电电压对电容进行充电；以及与电压转换器电连接的占空比控制电路，它用于向电压转换器提供一驱动时钟，以使电压转换器根据此驱动时钟进行操作。其中，占空比控制电路可根据一个取决于太阳能电池所产生的原始电压的最大充电功率，来调整驱动时钟的占空比。