專利名稱：低電壓升壓充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用，更具體的說，它涉及一種低電壓升壓充電裝置。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的充電技術(shù)大多以市電作為能源來源，如果沒有市電，則無法充電，同時 市電相對為高壓，具有危險性。部分以太陽能為能源的充電技術(shù)，均采用多片(大于兩片)太陽能硅片串聯(lián)的方 式，這增加了太陽能硅片的切割損耗、太陽能電池板的串聯(lián)加工成本和太陽能電池板的加 工損耗。而且太陽能電池板片數(shù)多、每一片面積小會導(dǎo)致太陽能電池板在弱光下的電流輸 出能力大大減小。同時太陽能硅片面積小會導(dǎo)致太陽能電池板的輸出能力受外界環(huán)境影響 比較大，如外界的一片樹葉將硅片遮住，太陽能電池板輸出能力便會大大減弱。參照圖2，目前太陽能感應(yīng)燈采用3節(jié)可充電電池4供電，充電采用由12片太陽能 硅片3串聯(lián)起來組成的太陽能電池板(工作電壓6V，工作電流150mA)充電。這種方法存在的缺點(diǎn)是將一片面積較大的太陽能硅片平均切割成12小片，極大 地消耗了人工成本，在切割和串片的過程中造成太陽能硅片的損耗，降低了硅片的利用率； 在實(shí)際使用時，如遇到光線不好的情況或出現(xiàn)日斑效應(yīng)，太陽能電池板的輸出能力會大大 減弱。在當(dāng)前能源緊張的情況下，太陽能作為一種環(huán)保、潔凈的可再生能源，受到世界各 國的關(guān)注。光伏發(fā)電具有許多優(yōu)點(diǎn)(1)陽光隨處可得，不受地域限制；( 安全可靠；(3) 無噪音，無污染；(4)不用水，不消耗燃料；(5)不需要架設(shè)遠(yuǎn)距離的輸電線路；(6)安裝簡 單、方便，建設(shè)周期短；(7)便于分布實(shí)施。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題之一是傳統(tǒng)的充電技術(shù)大多以市電作為能源來 源，如果沒有市電，則無法充電，同時市電相對為高壓，具有危險性。所要解決的技術(shù)問題之 二是部分以太陽能為能源的充電技術(shù)，采用多片太陽能硅片串聯(lián)的方式，不僅會增加了太 陽能硅片的切割損耗、太陽能電池板的串聯(lián)加工成本和加工損耗，而且會導(dǎo)致太陽能電池 板在弱光下的電流輸出能力大大減小，輸出能力便會大大減弱。本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種低電壓升壓充電裝置，它包括啟動電路和升壓電路，所述啟動電路與升壓電 路進(jìn)行控制連接，所述啟動電路包括控制芯片一、第二電容、第三電容、第一電阻、第一二極 管，所述控制芯片一通過引腳與輸入端連接并與第二電容，第一電阻、第一二極管連接構(gòu)成 一個控制電路，所述升壓電路包括控制芯片二、第二電阻、第三電阻，第二二極管、第三二 極管，第四電容，金屬-氧化層-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管和電感，所述控制芯片二通過與金 屬-氧化層-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、第三二極管和分壓第二電阻、第三電阻的連接組成升壓電路并與負(fù)載連接，所述升壓電路通過儲能電感與輸入端連接，并與啟動電路控制芯片一 相連。通過以上設(shè)計方案得到的實(shí)用新型產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是1、不需要架設(shè)遠(yuǎn)距離的輸電線路；安裝簡單、方便，建設(shè)周期短；便于分布實(shí)施。2、輸入電壓低至0.4V時電路可以正常工作，滿足單硅片輸入(電壓0.48V)的要 求。3、太陽能電池板硅片片片數(shù)的減少，使得硅片切割變得簡便，有效地降低了太陽 能硅片的切割損耗、太陽能電池板的串聯(lián)加工成本和太陽能電池板的加工損耗，提高了太 陽能硅片的利用率。4、太陽能硅片面積大大增加，這使太陽能電池板在弱光下的電流輸出能力大大增強(qiáng)。5、太陽能硅片面積的增加使太陽能電池板的輸出能力受外界環(huán)境的影響大大減 小，可有效地克服日斑效應(yīng)引起的太陽能電池板輸出能力明顯減弱的問題。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。圖1為本實(shí)用新型電路原理圖。圖2為原有太陽能電池板充電回路圖。圖3為采用本實(shí)用新型的太陽能電池板充電回路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。本實(shí)用新型為解決傳統(tǒng)充電技術(shù)和設(shè)備存在的問題，而提供如圖1所示的一種新 型低電壓升壓充電裝置。參照圖1，為本實(shí)用新型提供的一種新型低電壓升壓充電裝置的電路原理圖，包括 輸入、輸出端，啟動電路1和升壓電路2，啟動電路1包括控制芯片ICl、電容C2、電容C3、電 阻R1、二極管D1。控制芯片ICl的VIN端口通過引腳與輸入端正極、電容Cl的正極、電感 Ll連接的公共端相連，電容Cl的負(fù)極與輸入端負(fù)極連接并接地。端口 CPOUT通過其引腳與 電容C2正極連接，電容C2的負(fù)極通過導(dǎo)線與電阻Rl的一端、電容C3的負(fù)極相交連接并接 地。端口 OUT其引腳與電阻Rl的另一端、二極管Dl的正極相交連接。二極管Dl的負(fù)極與 電容C3的正極相交連接后并與升壓電路2中的二極管D3負(fù)極相連接。端口 VSS、VM引腳 相交后接地。升壓電路2包括控制芯片IC2、電阻R2、電阻R3，二極管D2、二極管D3，電容C4，金 屬-氧化層-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管Ql和電感Li，控制芯片IC2的端口 EXT與Ql的柵極連 接，Ql的源極接地，發(fā)射極與二極管D2的正極、電感的一端相交連接。端口 VSS接地。端 口冊通過引腳與電阻R2、R3的交點(diǎn)連接，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端分別與 二極管D3的正極、二極管D2的負(fù)極、電容C4的正極相連并與輸出端正極連接，電容C4的 負(fù)極與輸出端負(fù)極連接并接地，端口 VDD與二極管負(fù)極相連接。[0024]啟動電路1中二極管Dl的負(fù)極與電容C3的正極相交的交點(diǎn)通過導(dǎo)線與升壓電路 2中端口 VDD的引腳與D3負(fù)極相交的交點(diǎn)連接，使啟動電路1能通過導(dǎo)線將電壓信號傳輸 給升壓電路2，使升壓電路2持續(xù)工作。以下為本實(shí)用新型工作原理1)啟動電路1工作原理①對芯片ICl的VIN端子輸入0.3V以上的電壓時，振蕩電路就可以開始工作，并 從振蕩電路輸出CLK信號。②通過此CLK信號來驅(qū)動芯片內(nèi)部的充電泵電路，并在充電泵電路中將VIN端子 的電壓轉(zhuǎn)換為升壓電壓。③從充電泵電路輸出的升壓電壓，會緩慢地充電到與CPOUT端子相連接的啟動用 電容器C2中，因此，CPOUT端子的電壓會緩慢地上升。④當(dāng)CPOUT端子電壓(Vcpqut)達(dá)到放電開始電壓(Vcpquti)以上時，芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換器 (COMPl)的輸出信號就會從高電位轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢?。因此，處于“關(guān)”的狀態(tài)的芯片內(nèi)部放電 控制開關(guān)(Ml)會轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_”的狀態(tài)。⑤Ml變?yōu)椤伴_”的狀態(tài)之后，Cmm處所充電的升壓電力會從OUT端子處開始放電。⑥由于放電，當(dāng)VCPOUT降低到放電停止電壓(Vmm2)時，Ml就會轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓣P(guān)”的狀 態(tài)而停止放電。⑦當(dāng)VM端子電壓(Vvm)達(dá)到開/關(guān)控制電壓(Vqff)以上時，芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換器 (C0MP2)的輸出信號(EN-)就會從低電位轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娢?。因此，振蕩電路會停止工作，并轉(zhuǎn) 變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。⑧當(dāng)VVM不能達(dá)到Vtw以上時，會利用來自充電泵電路的升壓電力來對Cmm進(jìn)行 再充電，并返回到③的工作。2)升壓電路2工作原理升壓電路2是利用電感Ll的儲能，并通過其與輸入端共同的泄放作用，從而獲得 高于輸入端電壓的輸出電壓。當(dāng)芯片VDD引腳接收到啟動電路輸出的電壓信號后，升壓電 路就可以持續(xù)工作，輸出電壓由輸出端的分壓電阻設(shè)定。若在升壓輸出端接負(fù)載，則可對其 進(jìn)行充電。以下為本實(shí)用新型在太陽能感應(yīng)燈上的應(yīng)用實(shí)例低電壓升壓充電在太陽能感應(yīng)燈上的應(yīng)用參照圖3，現(xiàn)將同樣面積的太陽能硅片平均切割成2片硅片5，再將兩片硅片5串 聯(lián)做成太陽能電池板(工作電壓IV，工作電流1A)并通過低電壓輸入升壓電路6給3節(jié)可 充電池 充電。低電壓輸入升壓電路6分為啟動電路1和升壓電路2，太陽能硅片5將低電壓傳輸 到低電壓輸入升壓電路6的輸入端，當(dāng)啟動電路1接收到輸送過來的電壓時，振蕩電路就開 始工作，并從振蕩電路輸出CLK信號，通過CLK信號來驅(qū)動芯片內(nèi)部的充電泵電路，并在充 電泵電路中將電壓轉(zhuǎn)換為升壓電壓。從充電泵電路輸出的升壓電壓會緩慢的充電到啟動電 容器C2中，此時芯片CPOUT端子的電壓會緩慢地上升，當(dāng)CPOUT端子電壓達(dá)到放電開始電 壓Votuti以上時，芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換器COMPl的輸出信號就會從高電位轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢?。因此，?于“關(guān)”的狀態(tài)的芯片內(nèi)部放電控制開關(guān)Ml會轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_”的狀態(tài)。Ml變?yōu)椤伴_”的狀態(tài)之后，Cotxit處所充電的升壓電力會從OUT端子處開始放電。由于放電，當(dāng)VCPOUT降低到放電 停止電壓V_T2時，Ml就會轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓣P(guān)”的狀態(tài)而停止放電，當(dāng)VM端子電壓Vvm達(dá)到開/關(guān) 控制電壓Vtw以上時，芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換器C0MP2的輸出信號(EN-)就會從低電位轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠?位。因此，振蕩電路會停止工作，并轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。當(dāng)VVM端不能達(dá)到Vtw以上時，會利 用來自充電泵電路的升壓電力來對Cotxit進(jìn)行再充電，并返回前面的工作過程。升壓電路2是利用電感Ll的儲能，并通過其與輸入端共同的泄放作用，從而獲得 高于輸入端電壓的輸出電壓。當(dāng)芯片VDD引腳接收到啟動電路1輸出的電壓信號后，升壓 電路2就可以持續(xù)工作，輸出電壓由輸出端的分壓電阻R4、R5設(shè)定。同時對接在輸出端的 3節(jié)可充電池7進(jìn)行充電。采用這種方法后，硅片的切割和太陽能電池板的加工變得容易，切割和串片時對 太陽能硅片造成的損耗大大降低，同時極大地降低了人工成本；實(shí)際使用時，如遇光線不好 的情況或是日斑效應(yīng)，太陽能電池板也能保證有較大的電流輸出。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1. 一種低電壓升壓充電裝置，其特征在于，它包括啟動電路和升壓電路，所述啟動電路 與升壓電路進(jìn)行控制連接，所述啟動電路包括控制芯片一、第二電容、第三電容、第一電阻、 第一二極管，所述控制芯片一通過引腳與輸入端連接并與第二電容，第一電阻、第一二極管 連接構(gòu)成一個控制電路，所述升壓電路包括控制芯片二、第二電阻、第三電阻，第二二極管、 第三二極管，第四電容，金屬-氧化層-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管和電感，所述控制芯片二通過 與金屬-氧化層-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、第三二極管和分壓第二電阻、第三電阻的連接組成 升壓電路并與負(fù)載連接，所述升壓電路通過儲能電感與輸入端連接，并與啟動電路控制芯 片一相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低電壓升壓充電裝置，它包括啟動電路和升壓電路，所述啟動電路與升壓電路進(jìn)行控制連接，所述控制芯片一通過引腳與輸入端連接并與第二電容，第一電阻、第一二極管連接構(gòu)成一個控制電路。所述控制芯片二通過與金屬-氧化層-半導(dǎo)體場效晶體管、第三二極管和分壓第二電阻、第三電阻的連接組成升壓電路并與負(fù)載連接，所述升壓電路通過儲能電感與輸入端連接，并與啟動電路控制芯片一相連。采用這種方法利用太陽能充電時，硅片的切割和太陽能電池板的加工變得容易，切割和串片時對太陽能硅片造成的損耗大大降低，同時極大地降低了人工成本；實(shí)際使用時，如遇光線不好的情況或是日斑效應(yīng)，太陽能電池板也能保證有較大的電流輸出。
文檔編號H02N6/00GK201839019SQ20092020832
公開日2011年5月18日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者孫升, 鄧炎華, 韋紅光 申請人:珈偉太陽能科技(上海)有限公司