[实用新型]一种带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及绿色清洁能源，特别涉及一种带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源，利用太阳能作为能量来源，通过最大功率跟踪技术把太阳能电池产生的电能以化学能的方式储存在充电电源内置电池内，输出电路把储存的化学能转换为+5V/2.1A的电源输出，供用户给各种移动设备充电使用。

背景技术

随着移动设备的日益增多，尤其是智能大屏幕移动设备的广泛使用，这些设备的电池续航能力越来越被人们所关注，于是充电电源便走进了生活当中。目前市面上充电电源的种类也是层出不穷，但是大部分都是以交流市电作为充电电源的能量来源。太阳能作为清洁无污染能源，可谓是“取之不尽、用之不竭”，不受地域限制，全球任何地方都能够方便的取得，本实用新型就是利用太阳能来给充电电源蓄电，通过输出电压转换电路提供给用户需要的+5V/2.1A的电源输出。由于太阳能电池的输出功率特性是非线性的，这就需要通过最大功率跟踪技术来获得太阳能电池的最大功率。

发明内容

本实用新型的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源的设计方案，本实用新型主要集中解决以下几个方面的技术问题。首先，实现在不同的光照情况，充电电源取得太阳能电池的最大输出功率；其次，尽量减小待机功耗，让充电电源的续航更加持久；再次，有效地管理电池，防止过充和过放；最后，通过电量指示灯显示充电电源剩余电量情况。

本实用新型是通过这样的技术方案实现的：一种带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源，其特征在于，充电电源电路包括CPU、最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路；中央处理器CPU分别与最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路连接；

所述最大功率跟踪电路由锂电池充电管理芯片CN3065及其外围电路构成；

    所述电池管理电路由S-8261ABMMD-G3MT2G锂电保护芯片、RC振荡电路和开关管FS8205A构成；  

    所述升压电路硬件由集成电路芯片SX1302、22uH电感、MOSFET及其驱动电路、二极管和反馈阻容器件构成；

    所述CPU为8位单片机HT46F47E；

    所述电量显示电路由发光二极管、限流电阻和IO口构成；电量显示电路中的IO口与CPU连接；

      本实用新型的有益效果是：本实用新型利用HT46F47E智能芯片作为电路的CPU，对输入、输出电路进行优化控制：输入方面，利用芯片内部乘法器实现电压和电流的乘积运算，配合比较器的使用能快速找出太阳能电池的最大功率，通过脉冲信号的控制，让电池获得最大的充电能量，节省了充电时间；输出方面，优化设计控制算法，尽量减小电路的实际损耗，延长充电电源的使用时长，优化设计的充电电路输出电流能力强，可达到2.1A，供给两个移动设备同时充电使用，加入了过流保护功能，在电路出现短路或者其它异常情况时，迅速保护电路。电量指示灯准确的显示了充电电源的蓄电情况，方便用户查看实际电量，使用更加合理。

附图说明

图1、本实用新型的总体结构框图；

图2、最大功率跟踪电路原理图；

图3、电池管理电路原理图；

图4、升压电路原理图；

图5、CPU和电量显示电路原理图；

图6、太阳能电池的输出特性曲线图A；

图7、太阳能电池的输出特性曲线图B；

图8、最大功率跟踪软件流程图；

图9、省电模式输出的程序流程图。

具体实施方式

   为了更清楚的理解本实用新型，结合附图和实施例详细描述本实用新型：

   如图1至图9所示，本实用新型的硬件包括最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路、电量显示电路，各个部分都由CPU(Central Processing Unit)统一管理。

   中央处理器CPU分别与最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路连接；

   所述最大功率跟踪电路由锂电池充电管理芯片CN3065及其外围电路构成；

   通过最大功率跟踪电路实现以下两个功能：一是追踪太阳能电池的最大输出功率；二是通过变换输出一个稳定的电压值，提供给充电电源内部电池蓄电；