專利名稱：一種用于對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)能電池進(jìn)行充電的方法和裝置，尤其涉及一種利用太陽(yáng)能電池 給手機(jī)充電的方法和裝置。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池手機(jī)只有在強(qiáng)光下才能對(duì)手機(jī)充電，因此使手機(jī)的使用產(chǎn)生了許
多限制。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00420028283.2的申請(qǐng)公開了一種便攜式光電電源，其有光電 板、容電器、穩(wěn)壓器以及機(jī)殼組成，雖然該申請(qǐng)公開了可以對(duì)光能進(jìn)行轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和輸出。 但是該申請(qǐng)存在以下問題不能自動(dòng)感應(yīng)外界光強(qiáng)以選擇存儲(chǔ)的電量從而對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行 充電，充電電壓需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能夠上升到最佳動(dòng)作點(diǎn)，因此導(dǎo)致了充電效率降低。
發(fā)明內(nèi)容
為解決以上所述的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充 電的裝置，其包括控制器，判斷光電電池組的輸出電壓高于待充電電池的標(biāo)稱電壓0.01V 以上時(shí)，進(jìn)入直接充電模式；當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的1/R并且 小于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓加0.01V這個(gè)值時(shí)，進(jìn)入間接充電模式；電容組，由R個(gè)電
容組成，通過其中幾個(gè)的并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于標(biāo)稱電壓以便對(duì)其中一個(gè)
電池放電；光電電池組，由n個(gè)光電電芯組成，并且n大于等于3，其對(duì)電容組充電或者直 接對(duì)電池充電。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電的方法，其包括 當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓0.01V以上時(shí)，進(jìn)入直接充電
模式；當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓1/R并且小于待充電電 池的標(biāo)稱電壓加0.01V這個(gè)值時(shí)，進(jìn)入間接充電模式；通過由R個(gè)電容組成的電容組中幾個(gè)
的并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于標(biāo)稱電壓以便對(duì)其中一個(gè)電池放電。
通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無(wú)論強(qiáng)度還是弱光都能對(duì)手機(jī)充電，從而使手機(jī)能夠永久待機(jī)，并且 具有很高的充電效率。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖，該裝置包括光電電池組B3、 5個(gè)電容、電 流計(jì)IM1至IM3、電壓計(jì)VM1至VM2、開關(guān)K1至K8、開關(guān)PK1至'PK10、開關(guān)SK1至 SK4、控制器以及鋰電池組B1、 B2，其中光電電池組B3由12個(gè)光電電池芯組成，控制器 讀入電流計(jì)IM1至IM3、電壓計(jì)VM1至VM2的值，以及根據(jù)讀入的值控制開關(guān)K1至K8、 開關(guān)PK1至PK10、開關(guān)SK1至SK4的斷開與閉合。
由于鋰電池的標(biāo)稱電壓為4.3V，因此當(dāng)控制器判斷光電電池組的輸出電壓大于等于 4.31V時(shí)，進(jìn)入直接充電模式；當(dāng)控制器判斷光電電池組的輸出電壓小于4.31V并且大于等 于1/5鋰電池的標(biāo)稱電壓時(shí)，進(jìn)入間接充電模式，并且選擇電量較小的一個(gè)鋰電池通過電容 組串聯(lián)放電來對(duì)其充電或直接充電。
選擇幾個(gè)電容組并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于標(biāo)稱電壓以便對(duì)其中一個(gè)鋰電 池放電。
光電電池組，由12個(gè)光電電芯組成，其對(duì)電容組充電或者直接對(duì)鋰電池充電。 鋰電池組其中一個(gè)電量較大的鋰電池對(duì)手機(jī)充電。
參照?qǐng)D2來說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程?？刂破鞲鶕?jù)讀入VM1的電壓值決定進(jìn)入如 下模式
當(dāng)判斷讀入的VM1位于1/5鋰電池的標(biāo)稱電壓至1/4鋰電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，控制開 關(guān)PK1至PKIO閉合而SK1至SK4斷開，并且K1， K3斷開而K2閉合以啟動(dòng)5電容的并聯(lián) 充電，進(jìn)入5電容間接充電模式；
當(dāng)判斷讀入的VM1位于1/4鋰電池的標(biāo)稱電壓至1/3鋰電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，控制開 關(guān)PK1至PK8閉合而SK1至SK4、 PK9至PK10斷開并且Kl ， K3斷開，K2閉合以啟動(dòng)4 電容的并聯(lián)充電，進(jìn)入4電容間接充電模式；
當(dāng)判斷讀入的VM1位于1/3鋰電池的標(biāo)稱電壓至1/2鋰電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，控制開 關(guān)PK1至PK6閉合而SK1至SK4以及PK7至PK10斷開，并且K1， K3斷開，K2閉合以啟 動(dòng)3電容的并聯(lián)充電，進(jìn)入3電容間接充電模式；
當(dāng)判斷讀入的VM1位于1/2鋰電池的標(biāo)稱電壓至4/5鋰電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，控制開 關(guān)PK1至PK4閉合而SKI至SK4以及PK5至PK10斷開，并且K1， K3斷開，K2閉合以啟 動(dòng)2電容的并聯(lián)充電，進(jìn)入2電容間接充電模式；
當(dāng)判斷讀入的VM1大于等于4.31V時(shí)，控制開關(guān)K2斷開并且開關(guān)Kl閉合從而進(jìn)入直 接充電模式；
在進(jìn)入5電容間接充電模式后，通過電流計(jì)M1來檢測(cè)光電電池組流向電容組的電流Il， 如果I1小于50HA，那么說明充電完畢，斷開K2、 PK2至PK9并且閉合PK1、 PK10以及 SK1至SK4使5個(gè)電容串聯(lián)，如果Il不小于50uA，則說明未充電完畢，繼續(xù)判斷II的值 是否小于50uA。
在進(jìn)入4電容間接充電模式后，通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電容組的電流Il， 如果Il小于50yA，那么說明充電完畢，斷開K2、 PK2至PK7、 PK9、 PKIO、 SK4并且閉 合PK1、 PK8以及SK1至SK3使C1至C4這4個(gè)電容串聯(lián)，如果Il不小于50nA，則說明 未充電完畢，繼續(xù)判斷Il的值是否小于50uA。
在進(jìn)入3電容間接充電模式后，通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電容組的電流Il， 如果I1小于50UA，那么說明充電完畢，斷開K2、 PK2至PK5、 PK7至PKIO、 SK3、 SK4 并且閉合PK1、 PK6以及SK1至SK2使C1至C3這3個(gè)電容串聯(lián)，如果Il不小于50uA, 則說明未充電完畢，繼續(xù)判斷Il的值是否小于50ixA。
在進(jìn)入2電容間接充電模式后，通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電容組的電流Il， 如果Il小于50yA,那么說明充電完畢，斷開K2、 PK2至PK3、 PK5至PK10、 SK2至SK4 并且閉合PK1、 PK4以及SK1使C1至C2這2個(gè)電容串聯(lián)，如果II不小于50u A,則說明 未充電完畢，繼續(xù)判斷Il的值是否小于50y八。
控制器通過控制開關(guān)K4以及K5分別測(cè)得Bl與B2的電壓VB1與VB2，當(dāng)VB1大于 VB2時(shí)，打開K5、 K6而閉合K3、 K4以選擇B2為充電對(duì)象，Bl為對(duì)外放電對(duì)象。當(dāng)VB1 不大于VB2時(shí)，打開K4、 K7而閉合K3、 K5從而選擇Bl為充電對(duì)象，B2為對(duì)外放電對(duì)象。
控制器通過電流計(jì)IM2檢測(cè)電容組流向鋰電池組的電流I2，，當(dāng)I2小于50uA時(shí)， 一次 充電過程結(jié)束，打開K1至K5、 K8,回到起始步驟。
在進(jìn)入直接充電模式后，控制器通過控制開關(guān)K4與K5分別測(cè)得Bl與B2的電壓VB1 與VB2，當(dāng)VB1大于VB2時(shí)，斷開開關(guān)K5、 K6而閉合開關(guān)K1、 K4從而選擇B2為充電對(duì) 象，Bl為對(duì)外放電對(duì)象。當(dāng)VB1不大于VB2時(shí)，斷開開關(guān)K7、 K4而閉合K1、 K5從而選 擇B1為充電對(duì)象，B2為對(duì)外放電對(duì)象。
控制器通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電池組的電流II,當(dāng)II小于50y A時(shí)， 一次充電過程結(jié)束，打開K1至K5、 K8,回到起始步驟。當(dāng)Il不小于50uA時(shí)，休繼續(xù)判 斷Il是否小于50uA。
當(dāng)控制器判斷出現(xiàn)其它情況時(shí)，返回到起始步驟。
其中其它情況包括有檢測(cè)到的光電電池組的輸出電壓小于1/5鋰電池的標(biāo)稱電壓。 其中所述的電容為低內(nèi)阻電容，其內(nèi)阻大約為35毫歐。
當(dāng)檢測(cè)到B1和B2飽和時(shí)，進(jìn)入休眠間隙，系統(tǒng)休眠4秒，當(dāng)IM3檢測(cè)到電池向外供電 時(shí)，退出休眠間隙，進(jìn)入到充電流程。
通過本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)在不同光線強(qiáng)度下都能為手機(jī)電池充電，并且不用充電器，可以實(shí)現(xiàn) 手機(jī)永久待機(jī)，大大方便了用戶使用。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，用鎳氫電池來替代鋰電池，鎳氫電池的標(biāo)稱電壓為1.2V，因 此當(dāng)控制器判斷光電電池組的輸出電壓大于等于1.21V時(shí)，進(jìn)入直接充電模式；當(dāng)控制器判 斷光電電池組的輸出電壓小于1.21V并且大于等于1/5鎳氫電池標(biāo)稱電壓時(shí)，進(jìn)入間接充電 模式，并且選擇電量較小的一個(gè)鎳氫電池通過電容組串聯(lián)放電來對(duì)其充電或直接充電。
選擇幾個(gè)電容并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于1.2V以便對(duì)其中一個(gè)鎳氫電池 放電。
光電電池組，由n個(gè)光電電芯組成，并且n大于等于3，其對(duì)電容組充電或者直接對(duì)鎳 氫電池充電。
鎳氫電池組其中一個(gè)電量較大的鎳氫電池對(duì)手機(jī)充電。
下面來說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的流程?？刂破鞲鶕?jù)讀入VM1的電壓值決定進(jìn)入如下 模式
當(dāng)判斷讀入的VM1大于等于1.21V時(shí)，控制開關(guān)K2斷開并且開關(guān)Kl閉合從而進(jìn)入直 接充電模式；
當(dāng)判斷讀入的VM1小于1.21V并且大于等于1/5鎳氫電池的標(biāo)稱電壓時(shí)，選擇幾個(gè)電容 并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于1.2V以便對(duì)其中一個(gè)鎳氫電池放電。
具體地，當(dāng)進(jìn)入間接充電模式時(shí)，判斷光電電池組的輸出電壓位于1/M標(biāo)稱電壓至1/(M 一l)標(biāo)稱電壓之間時(shí)，使M個(gè)電容并聯(lián)以進(jìn)入M個(gè)電容的間接充電模式；其中當(dāng)判斷光電 電池組的輸出電壓位于1/2待充電電池的標(biāo)稱電壓至4/5待充電電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，啟 動(dòng)2電容的并聯(lián)充電，進(jìn)入2電容間接充電模式。
在進(jìn)入M電容間接充電模式后，通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電容組的電流
II，如果Il小于50uA，那么說明充電完畢，使M個(gè)電容串聯(lián)，如果Il不小于50uA,則 說明未充電完畢，繼續(xù)判斷Il的值是否小于50uA。
控制器通過控制開關(guān)K4以及K5分別測(cè)得Bl與B2的電壓VB1與VB2，當(dāng)VB1大于 VB2時(shí)，打開K5、 K6而閉合K3、 K4以選擇B2為充電對(duì)象，Bl為對(duì)外放電對(duì)象。當(dāng)VB1 不大于VB2時(shí)，打開K4、 K7而閉合K3、 K5從而選擇Bl為充電對(duì)象，B2為對(duì)外放電對(duì)象。
控制器通過電流計(jì)IM2檢測(cè)電容組流向鎳氫電池組的電流I2，，當(dāng)I2小于50uA時(shí)，一 次充電過程結(jié)束，打開K1至K5、 K8，回到起始步驟。
在進(jìn)入直接充電模式后，控制器通過控制開關(guān)K4與K5分別測(cè)得Bl與B2的電壓VB1 與VB2，當(dāng)VB1大于VB2時(shí)，斷開開關(guān)K5、 K6而閉合開關(guān)K1、 K4從而選擇B2為充電對(duì) 象，Bl為對(duì)外放電對(duì)象。當(dāng)VB1不大于VB2時(shí)，斷開開關(guān)K7、 K4而閉合K1、 K5從而選 擇B1為充電對(duì)象，B2為對(duì)外放電對(duì)象。
控制器通過電流計(jì)Ml來檢測(cè)光電電池組流向鎳氫電池組的電流II,當(dāng)II小于50u A 時(shí)， 一次充電過程結(jié)束，打開K1至K5、 K8，休眠一個(gè)間隔后回到起始步驟。當(dāng)I1不小于 50 u A時(shí)，繼續(xù)判斷Il是否小于50pA。
當(dāng)控制器判斷出現(xiàn)其它情況時(shí)，休眠一個(gè)間隔后返回到起始步驟。
其中其它情況包括有檢測(cè)到的光電電池組的輸出電壓小于1/5鎳氫電池的標(biāo)稱電壓。
其中所述的電容為低內(nèi)阻電容，其內(nèi)阻大約為35毫歐。
通過本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)在不同光線強(qiáng)度下都能為手機(jī)電池充電，并且不用充電器，可以實(shí)現(xiàn) 手機(jī)永久待機(jī)，大大方便了用戶使用。
上述具體實(shí)施方式
以較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但這只是為了便于理解而舉的一 個(gè)形象化的實(shí)例，不應(yīng)被視為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。同樣，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其較 佳實(shí)施例的描述，可以做出各種可能的等同改變或替換，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本 發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電的裝置，其特征在于控制器，判斷光電電池組的輸出電壓高于待充電電池的標(biāo)稱電壓0.01V以上時(shí)，進(jìn)入直接充電模式；當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的1/R并且小于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓加0.01V這個(gè)值時(shí)，進(jìn)入間接充電模式；電容組，由R個(gè)電容組成，通過其中幾個(gè)的并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于標(biāo)稱電壓以便對(duì)其中一個(gè)電池放電；光電電池組，由n個(gè)光電電芯組成，并且n大于等于3，其對(duì)電容組充電或者直接對(duì)電池充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括 電池組其中一個(gè)電量較大的電池對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于在進(jìn)入直接充電模式后，領(lǐng)!l得電池Bl與電池B2的電壓VB1與VB2，當(dāng)VB1大于VB2 時(shí)，選擇B2為充電對(duì)象，Bl為對(duì)外放電對(duì)象；當(dāng)VB1不大于VB2時(shí)，選擇B1為充電對(duì)象， B2為對(duì)外放電對(duì)象。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于當(dāng)進(jìn)入間接充電模式時(shí)，判斷光電電池組的輸出電壓位于1/M標(biāo)稱電壓至1/(M—1) 標(biāo)稱電壓之間時(shí)，使M個(gè)電容并聯(lián)以進(jìn)入M個(gè)電容的間接充電模式；其中當(dāng)判斷光電電池 組的輸出電壓位于1/2待充電電池的標(biāo)稱電壓至4/5待充電電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，啟動(dòng)2 電容的并聯(lián)充電，進(jìn)入2電容間接充電模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于-M是整數(shù)值并且大于等于2小于等于R。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于在進(jìn)入M電容間接充電模式后，通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電容組的電流 II，如果Il小于50pA，使M個(gè)電容串聯(lián)，如果I1不小于50^A，繼續(xù)判斷I1的值是否小于 50
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于其中所述的電容為低內(nèi)阻電容，其內(nèi)阻大約為35毫歐。
8. —種用于對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電的方法，其特征在于當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓0.01V以上時(shí)，進(jìn)入直接充電模式；當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓1/R并且小于待充電電池 的標(biāo)稱電壓加0.01V這個(gè)值時(shí)，進(jìn)入間接充電模式；通過由R個(gè)電容組成的電容組中幾個(gè)的并聯(lián)以存儲(chǔ)電量直至串聯(lián)起來的電壓高于標(biāo)稱電 壓以便對(duì)其中一個(gè)電池放電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 在進(jìn)入直接充電模式后選擇電量較小的一個(gè)電池對(duì)其直接充電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在進(jìn)入間接充電模式后電容充電完畢后選擇電量較小的一個(gè)電池通過串聯(lián)放電來對(duì)其充電。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓位于1/M待充電電池標(biāo)稱電壓至1/(M-l)之間時(shí)，使M個(gè)電容并聯(lián)以進(jìn)入M個(gè)電容的間接充電模式；其中當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓位于1/2待充電電池的標(biāo)稱電壓至4/5待充電電池的標(biāo)稱電壓之間時(shí)，啟動(dòng)2電容的并聯(lián)充電，進(jìn)入2電 容間接充電模式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于-M是整數(shù)值并且大于等于2小于等于R。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于在進(jìn)入M個(gè)電容的間接充電模式后，通過電流計(jì)IM1來檢測(cè)光電電池組流向電容 組的電流Il，如果Il小于50uA，使M個(gè)電容串聯(lián)，如果Il不小于50iuA，繼續(xù)判斷II的 值是否小于50uA。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征進(jìn)一步在于測(cè)得電池B1與電池B2的電壓VB1與VB2，當(dāng)VB1大于VB2時(shí)，選擇B2為充電對(duì)象， Bl為對(duì)外放電對(duì)象；當(dāng)VB1不大于VB2時(shí)，選擇BI為充電對(duì)象，B2為對(duì)外放電對(duì)象。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征進(jìn)一步在于-控制器通過電流計(jì)IM2檢測(cè)電容組流向電池組的電流12，當(dāng)12小于50u A時(shí)， 一次充 電過程結(jié)束。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于檢測(cè)光電電池組流向電池組的電流Il，當(dāng)Il小于50uA時(shí)， 一次充電過程結(jié)束；當(dāng)Il 不小于50uA時(shí)，繼續(xù)判斷Il是否小于50uA。
17. 根據(jù)權(quán)利要求7至10任何一個(gè)所述的方法，其特征進(jìn)一步在于:其中所述的電容都是低內(nèi)阻電容，內(nèi)阻大約為35毫歐。
18. 根據(jù)權(quán)利要求7至10任何一個(gè)所述的方法，其特征在于 當(dāng)檢測(cè)到的光電電池組的輸出電壓小于1/R待充電電池的標(biāo)稱電壓時(shí)，持續(xù)監(jiān)測(cè)光電池組的輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)能電池進(jìn)行充電的方法和裝置。本發(fā)明提供了一種用于對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電的裝置，其包括控制器，判斷光電電池組的輸出電壓高于待充電電池的標(biāo)稱電壓0.01V以上時(shí)，進(jìn)入直接充電模式；當(dāng)判斷光電電池組的輸出電壓大于等于待充電電池的1/R并且小于等于待充電電池的標(biāo)稱電壓加0.01V這個(gè)值時(shí)，進(jìn)入間接充電模式。通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無(wú)論強(qiáng)光還是弱光都能對(duì)手機(jī)充電，從而使手機(jī)能夠永久待機(jī)，并且具有很高的充電效率。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101170261SQ200610150448
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者張征宇, 詹昌壽 申請(qǐng)人:北京恒基偉業(yè)投資發(fā)展有限公司