專利名稱：光伏電池-dc/dc升壓轉(zhuǎn)換充電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電的方法，光伏電池通 過高效的DC/DC轉(zhuǎn)換器穩(wěn)壓充電，實(shí)現(xiàn)在多種光強(qiáng)環(huán)境下可供給便攜式設(shè)備供電。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在太陽能電池應(yīng)用中，太陽能電池主要是以多個(gè)太陽能電芯串聯(lián)組成，太陽能電池 的發(fā)電原理是通過光照，太陽能電芯(pn結(jié))發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生電流。在光伏電池作為便攜式 設(shè)備充電源方面，光照強(qiáng)度有可能會(huì)變化很大，太陽能電池輸出電壓也會(huì)跟隨變得不穩(wěn)定， 傳統(tǒng)的方法在這種情況下，只能在強(qiáng)光下才以充電進(jìn)去。解決上述問題，有效的方法是通過高效的DC/DC轉(zhuǎn)換器保證穩(wěn)壓輸出?，F(xiàn)有的DC/DC轉(zhuǎn) 換器，輸入電壓范圍寬，反應(yīng)時(shí)間短，效率高，在較大電流時(shí)，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是利用高效的DC/DC轉(zhuǎn)換器得到穩(wěn)定的輸出電壓，從而在多種光強(qiáng)環(huán)境下 也可以對(duì)太陽能電池充電，實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用層髙效利用光能。為解決以上所述的充電電壓不穩(wěn)問題，本發(fā)明提供了光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方 法，其特征在于，包括光伏電池，由N (N^l)個(gè)光伏電芯串聯(lián)組成；DC/DC升壓轉(zhuǎn)換電路，由高效的DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器與附加電路組成，實(shí)現(xiàn)光伏電池的能 量高效地搬至便攜式設(shè)備蓄電池中；便攜式設(shè)備蓄電池，用于儲(chǔ)蓄光電池經(jīng)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換電路出來的能量，和用于便攜式 設(shè)備的能量供應(yīng)源。上述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的附加電路包括電壓補(bǔ)償 電路，此電壓補(bǔ)償電路主要是應(yīng)用于對(duì)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓補(bǔ)償，因?yàn)镈C/DC升壓轉(zhuǎn) 換器是通過輸出電壓反饋來控制的，而蓄電池是一個(gè)非線性器件，故需電壓補(bǔ)償電路在此實(shí) 現(xiàn)對(duì)蓄電池輸出電壓補(bǔ)償。上述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的電壓補(bǔ)償電路由二極管 與電阻組成，能有效地保護(hù)便攜式設(shè)備的蓄電池過充和向光伏電壓產(chǎn)生電流逆流。上述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的附加電路包括電壓敏感器，電壓敏感器主要檢測(cè)蓄電池的輸出電壓，當(dāng)蓄電池的輸出電壓低于蓄電池滿電量電壓(優(yōu) 先選取鋰電池為4. 21V)時(shí)，使能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，否則禁能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器。上述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的電壓敏感器為電壓檢測(cè)器。上述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，其實(shí)現(xiàn)過程為1) 通過電壓敏感器檢測(cè)便攜式設(shè)備蓄電池的電壓，當(dāng)?shù)陀诒銛y式設(shè)備蓄電池的滿電量電 壓時(shí)，便攜式設(shè)備蓄電池處于電量未滿狀態(tài)，電壓敏感器使能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，啟動(dòng)DC/DC 轉(zhuǎn)換，使電量從光伏電池流向鋰電池充電；2) 當(dāng)便攜式設(shè)備蓄電池的電壓高于或等于便攜式設(shè)備蓄電池滿電量電壓時(shí)，便攜式設(shè)備蓄電池處于滿電量狀態(tài)，蓄電池不需再充電，電壓敏感器禁能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，禁止DC/DC轉(zhuǎn)換，從而保護(hù)便攜式設(shè)備蓄電池，防止過充現(xiàn)象。 本發(fā)明的特點(diǎn)本發(fā)明是針對(duì)高效利用光能要求而提出了一種光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，此方法利 用DC/DC升壓轉(zhuǎn)換電路輸入范圍大、反應(yīng)時(shí)間短、低電流轉(zhuǎn)換效率高、輸出穩(wěn)壓等特點(diǎn)，實(shí) 現(xiàn)了不同光照環(huán)境中對(duì)光伏電池的充電。應(yīng)用此發(fā)明，提供了在應(yīng)用層高效利用光能。本發(fā) 明的特點(diǎn)有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、自適應(yīng)能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換效率高、能有效保護(hù)蓄電池過充。


圖1為示出本發(fā)明的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法的一例原理示意圖。 圖2為示出本發(fā)明的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法的一例光伏電池內(nèi)部聯(lián)接圖。 圖3為示出本發(fā)明的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法的一例DC/DC升壓(St印-Down) 轉(zhuǎn)換電路示意圖。圖4為示出本發(fā)明的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法的一例電壓補(bǔ)償電路示意圖。 圖5為示出本發(fā)明的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法的一例電壓敏感器示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)施例所述的對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電的裝置包括光伏電池、DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器、電 壓補(bǔ)償電路、電壓敏感器和便攜式設(shè)備蓄電池，如圖1所示。光伏電池(也稱為"光電池")，由N (N>1)個(gè)光伏電芯組成。在本實(shí)施例中采用9個(gè)大 面積光伏電芯串聯(lián)聯(lián)接，如圖2所示，標(biāo)準(zhǔn)1光強(qiáng)下要輸出4. 5V。DC/DC升壓轉(zhuǎn)換電路，由高效DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器與附加電路組成，輸出為穩(wěn)壓。本實(shí)例 采用Torex的高效充電泵(charge pu即)升壓轉(zhuǎn)換器XC9802B463DR，輸入電壓范圍從2.3V 到4.5V,輸出電壓4.6V,如圖3所示。上述的附加電路包括電壓補(bǔ)償電路和電壓敏感器等部件。電壓補(bǔ)償電路，此電壓主要是應(yīng)用于對(duì)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓補(bǔ)償，因?yàn)镈C/DC升 壓轉(zhuǎn)換電路是通過輸出電壓反饋來控制的，而蓄電池是一個(gè)非線性器件，故需電壓補(bǔ)償電路 在此實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池輸出電壓補(bǔ)償。本實(shí)例采用二極管與電阻組成，如圖4所示。電壓敏感器，主要是檢測(cè)蓄電池的輸出電壓，當(dāng)蓄電池的輸出電壓低于蓄電池滿電量時(shí) 電壓(優(yōu)先選取鋰電池為4.21V)時(shí)，使能(Enable)DC/DC 升壓轉(zhuǎn)換器，否則禁能 (Disable)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器。本實(shí)例采用TOIREX公司的XC61系列低功耗電壓檢測(cè)器，如 圖5所示。蓄電池，便攜式設(shè)備的蓄電池，用于儲(chǔ)蓄光電池經(jīng)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換出來的能量，和用于 便攜式設(shè)備的能量供應(yīng)源。本實(shí)施例中，釆用1000mAh的鋰電池。在本實(shí)施例中，光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其過程如下所述第一步通過電壓敏感器檢測(cè)鋰電池電壓，當(dāng)其低于4，21V時(shí)，此時(shí)鋰電池處于電量不 滿狀態(tài)，電壓敏感器的OUT端輸出為高，使能(Enable) DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，啟動(dòng)DC/DC轉(zhuǎn) 換，使電量從光伏電池流向鋰電池充電。第二步當(dāng)鋰電池輸出電壓高于或等于4.21V時(shí)，此時(shí)鋰電池處于滿電量狀態(tài)，鋰電池不 需再充電，電壓敏感器的OUT端輸出為低，禁能(Disable) DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，禁止DC/DC 轉(zhuǎn)換，從而保護(hù)鋰電池，防止過充現(xiàn)象。此發(fā)明實(shí)例實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在強(qiáng)光下，光伏電池有較高的輸出電壓與電流，此光伏DC/DC升 壓充電器效率達(dá)到90%;在弱光環(huán)境，充電效率可達(dá)70%。電壓補(bǔ)償電路的二極管可防止電流 逆流。本發(fā)明所述的采用光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，通過電壓敏感器控制DC/DC升壓 轉(zhuǎn)換器的使能與禁能，實(shí)現(xiàn)當(dāng)蓄電池在滿電量時(shí)禁止充電，防止蓄電池過充現(xiàn)象；反之，在 電池電量未滿時(shí)，自動(dòng)使能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，實(shí)施對(duì)鋰電池充電。另外，使用電壓補(bǔ)償電 路，對(duì)DC/DC升壓電路輸出的電壓補(bǔ)償，使系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施例，在不脫離本 申請(qǐng)的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可做出各種修改或改型。
權(quán)利要求
1. 光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，包括光伏電池，由N(N≥1)個(gè)光伏電芯串聯(lián)組成；DC/DC升壓轉(zhuǎn)換電路，由高效的DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器與附加電路組成，實(shí)現(xiàn)光伏電池的能量高效地搬至便攜式設(shè)備蓄電池中；便攜式設(shè)備蓄電池，用于儲(chǔ)蓄光電池經(jīng)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換電路出來的能量，和用于便攜式設(shè)備的能量供應(yīng)源。
2、 如權(quán)利要求1所述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的附加電路 包括電壓補(bǔ)償電路，此電壓補(bǔ)償電路主要是應(yīng)用于對(duì)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓補(bǔ)償，因?yàn)?DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器是通過輸出電壓反饋來控制的，而蓄電池是一個(gè)非線性器件，故需電壓補(bǔ) 償電路在此實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池輸出電壓補(bǔ)償。
3、 如權(quán)利要求2所述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的電壓補(bǔ)償 電路由二極管與電阻組成，能有效地保護(hù)便攜式設(shè)備的蓄電池過充和向光伏電壓產(chǎn)生電流逆 流。
4、 如權(quán)利要求1所述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的附加電路 包括電壓敏感器，電壓敏感器主要檢測(cè)蓄電池的輸出電壓，當(dāng)蓄電池的輸出電壓低于蓄電池 滿電量電壓(優(yōu)先選取鋰電池為4.21V)時(shí)，使能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，否則禁能DC/DC升壓 轉(zhuǎn)換器。
5、 如權(quán)利要求4所述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述的電壓敏感 器為電壓檢測(cè)器。
6、 如權(quán)利要求1所述的光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，其實(shí)現(xiàn)過程為1) 通過電壓敏感器檢測(cè)便攜式設(shè)備蓄電池的電壓，當(dāng)?shù)陀诒銛y式設(shè)備蓄電池的滿電量電 壓時(shí)，便攜式設(shè)備蓄電池處于電量未滿狀態(tài)，電壓敏感器使能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，啟動(dòng)DC/DC 轉(zhuǎn)換，使電量從光伏電池流向鋰電池充電；2) 當(dāng)便攜式設(shè)備蓄電池的電壓高于或等于便攜式設(shè)備蓄電池滿電量電壓時(shí)，便攜式設(shè)備 蓄電池處于滿電量狀態(tài)，蓄電池不需再充電，電壓敏感器禁能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，禁止DC/DC 轉(zhuǎn)換，從而保護(hù)便攜式設(shè)備蓄電池，防止過充現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明涉及光伏電池-DC/DC升壓轉(zhuǎn)換充電方法，屬于電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括1)通過電壓敏感器檢測(cè)便攜式設(shè)備蓄電池的電壓，當(dāng)其低于滿電量電壓時(shí)，電壓敏感器使能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，啟動(dòng)DC/DC轉(zhuǎn)換，使電量從光伏電池流向鋰電池充電；2)當(dāng)便攜式設(shè)備蓄電池處于滿電量狀態(tài)，蓄電池不需再充電，電壓敏感器禁能DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，禁止DC/DC轉(zhuǎn)換，從而保護(hù)便攜式設(shè)備蓄電池，防止過充現(xiàn)象。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，效率高，過壓保護(hù)與防逆流保護(hù)。
文檔編號(hào)H02J7/04GK101257221SQ20071007955
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28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