野外作業(yè)充電器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】野外作業(yè)充電器，包括太陽(yáng)能電池板、與太陽(yáng)能電池板并聯(lián)的第一電容，還包括第一三極管、第二三極管和變壓器，所述變壓器的原邊由初級(jí)線圈和反饋線圈組成，所述第一三極管基極與第二三極管集電極連接，并通過(guò)第一電阻、升壓級(jí)連接至太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)，第一三極管集電極通過(guò)第二電阻連接至太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)，所述第一三極管、第二三極管的發(fā)射極均與太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)連接。本實(shí)用新型所述野外作業(yè)充電器，可以直接使用亮度不斷變化的太陽(yáng)光對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行充電，解決了移動(dòng)設(shè)備的野外充電問(wèn)題，延長(zhǎng)了移動(dòng)設(shè)備的工作時(shí)間，提高了戶外工作效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】野外作業(yè)充電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種野外作業(yè)充電器。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力設(shè)備檢修或施工人員常年在野外巡檢，攜帶的電子設(shè)備需要經(jīng)常進(jìn)行充電， 多數(shù)情況下，野外沒(méi)有可供使用的交流插座使用，隨身攜帶備份電池雖然可以延長(zhǎng)設(shè)備使 用時(shí)間，但畢竟延長(zhǎng)時(shí)間有限，且備份電池的攜帶也增大了人員負(fù)重。
[0003] 太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光 電效應(yīng)工作的薄膜式太陽(yáng)能電池為主流，太陽(yáng)能電池的發(fā)電電壓通?？梢赃_(dá)到12V，但太陽(yáng) 能電池的輸出電壓隨陽(yáng)光光照亮度變化而變化，且輸出電流較小，不能達(dá)到充電要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為克服現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備野外充電不便的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種野外作業(yè) 充電器。
[0005] 野外作業(yè)充電器，包括太陽(yáng)能電池板、與太陽(yáng)能電池板并聯(lián)的第一電容，還包括第 一三極管、第二三極管和變壓器，所述變壓器的原邊由初級(jí)線圈和反饋線圈組成，所述第 一三極管基極與第二三極管集電極連接，并通過(guò)第一電阻、升壓級(jí)連接至太陽(yáng)能電池板正 輸出級(jí)，第一三極管集電極通過(guò)第二電阻連接至太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)，所述第一三極管、 第二三極管的發(fā)射極均與太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)連接；
[0006] 所述第一三極管的基極還通過(guò)串聯(lián)的第三電阻和第二電容與反饋線圈的起點(diǎn)連 接，反饋線圈的終點(diǎn)連接太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)；所述初級(jí)線圈的起點(diǎn)、終點(diǎn)分別連接太陽(yáng) 能電池板正輸出級(jí)和第一三極管集電極；
[0007] 還包括充電級(jí)，所述充電級(jí)由并聯(lián)在變壓器次級(jí)線圈的反饋電阻串和第三電容組 成，所述次級(jí)線圈起點(diǎn)與反饋電阻串之間還連接有整流二極管，第一二極管正極連接次級(jí) 線圈起點(diǎn)，所述反饋電阻串的反饋點(diǎn)通過(guò)穩(wěn)壓二極管連接第二三極管的基極，所述穩(wěn)壓二 極管的正極連接第二三極管的基極；
[0008] 所述升壓級(jí)由電感、方波發(fā)生器、功率NM0S管、功率二極管組成，所述電感連接在 太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)和功率二極管正極之間，所述功率二極管負(fù)極連接第一電阻，所述 功率NM0S管的源極和漏極分別連接在功率二極管正極和太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)，柵極與 方波發(fā)生器的方波輸出端連接，所述方波發(fā)生器的電源端與太陽(yáng)能電池板的正輸出級(jí)連 接。
[0009] 優(yōu)選的，所述第二三極管基極與太陽(yáng)能電池板負(fù)極之間還連接有可調(diào)電阻。
[0010] 具體的，所述第一三極管和/或第二三極管為2SC2500或2SC1008。
[0011] 具體的，所述方波發(fā)生器為HX0-NG系列任意一款。
[0012] 本實(shí)用新型所述野外作業(yè)充電器，可以直接使用亮度不斷變化的太陽(yáng)光對(duì)移動(dòng)設(shè) 備進(jìn)行充電，利用互感和三極管的放大原理對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓和電流進(jìn)行周期放大的 不間斷充電，解決了移動(dòng)設(shè)備的野外充電問(wèn)題，延長(zhǎng)了移動(dòng)設(shè)備的工作時(shí)間，提高了戶外工 作效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型一種【具體實(shí)施方式】示意圖；
[0014] 附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱(chēng)：VIN-太陽(yáng)能電池板，BAT-充電電池，C1-第一 電容，C2-第二電容，C3-第三電容，R1-第一電阻，R2-第二電阻，R3-第三電阻，R4-可調(diào) 電阻，R5-第一反饋電阻，R6-第二反饋電阻，VT1-第一三極管，VT2-第二三極管D1-整流 二極管，D2-穩(wěn)壓二極管，NP1-初級(jí)線圈，NP2-反饋線圈，NS-次級(jí)線圈，L-電感，PN-功率 NM0S管，PD-功率二極管，PW-方波發(fā)生器。
[0015] 圖中各個(gè)線圈的上端為起點(diǎn)，下端為終點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的 實(shí)施方式不限于此。
[0017] 野外作業(yè)充電器，包括太陽(yáng)能電池板、與太陽(yáng)能電池板并聯(lián)的第一電容，還包括第 一三極管、第二三極管和變壓器，所述變壓器的原邊由初級(jí)線圈和反饋線圈組成，所述第 一三極管基極與第二三極管集電極連接，并通過(guò)第一電阻連接至太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)， 第一三極管集電極通過(guò)第二電阻連接至太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)，所述第一三極管、第二三 極管的發(fā)射極均與太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)連接；
[0018] 所述第一三極管的基極還通過(guò)串聯(lián)的第三電阻和第二電容與反饋線圈的起點(diǎn)連 接，反饋線圈的終點(diǎn)連接太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)；所述初級(jí)線圈的起點(diǎn)、終點(diǎn)分別連接太陽(yáng) 能電池板正輸出級(jí)和第一三極管集電極；
[0019] 還包括充電級(jí)，所述充電級(jí)由并聯(lián)在變壓器次級(jí)線圈的反饋電阻串和第三電容組 成，所述次級(jí)線圈起點(diǎn)與反饋電阻串之間還連接有整流二極管，第一二極管正極連接次級(jí) 線圈起點(diǎn)，所述反饋電阻串的反饋點(diǎn)通過(guò)穩(wěn)壓二極管連接第二三極管的基極，所述穩(wěn)壓二 極管的正極連接第二三極管的基極。
[0020] 所述升壓級(jí)由電感、方波發(fā)生器、功率NM0S管、功率二極管組成，所述電感連接在 太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)和功率二極管正極之間，所述功率二極管負(fù)極連接第一電阻，所述 功率NM0S管的源極和漏極分別連接在功率二極管正極和太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)，柵極與 方波發(fā)生器的方波輸出端連接，所述方波發(fā)生器的電源端與太陽(yáng)能電池板的正輸出級(jí)連 接。
[0021] 太陽(yáng)能電池板VIN在接收太陽(yáng)能通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器件將光能轉(zhuǎn)化為電能向第一電 容C1充電，C1電壓持續(xù)上升，升壓級(jí)的作用在于對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓利用BOOST架 構(gòu)以恒定升壓比例上升，利用本發(fā)明所述的升壓級(jí)，在功率二極管ro的輸出端，無(wú)損耗的 理想狀態(tài)下，可以得到輸出電壓V0UT=VIN/( 1-D)，其中VIN為太陽(yáng)能電池板的輸出正電壓， D為方波發(fā)生器輸出到功率NM0S管ΡΝ柵極的方波占空比。方波發(fā)生器優(yōu)選選擇鴻星公司 的HX0-NG系列晶振，以上產(chǎn)品的工作電壓低，可以在1. 2-1. 8V的電壓范圍內(nèi)正常工作，在 多云天氣下，太陽(yáng)能電池的輸出電壓達(dá)到1. 2V即可驅(qū)動(dòng)方波發(fā)生器工作，提升功率二極管 輸出電壓，供給后續(xù)電路適用。
[0022] 當(dāng)功率二極管的輸出電壓大于第一三極管VT1的閾值電壓，第一三極管VT1導(dǎo)通 后，變壓器初級(jí)線圈NP1中流過(guò)的集電極電流Ic在NP1中線性增長(zhǎng)，使反饋線圈NP2產(chǎn)生 上正下負(fù)的感應(yīng)電壓，使VT1得到基極為正，發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓，此電壓經(jīng)C2、R3所 在支路向VT1注入基極電流使VT1的集電極電流進(jìn)一步增大，正反饋產(chǎn)生雪崩過(guò)程，使VT1 飽和導(dǎo)通。在VT1飽和導(dǎo)通期間，變壓器通過(guò)初級(jí)線圈NP1儲(chǔ)存磁能。與此同時(shí)，感應(yīng)電壓 給C2充電，隨著C2充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低，當(dāng)VT1的基極電流變化不能 滿足其繼續(xù)飽和時(shí)，VT1退出飽和區(qū)進(jìn)入放大區(qū)。VT1進(jìn)入放大狀態(tài)后，其集電極電流由放 大狀態(tài)前的最大值下降，在反饋線圈NP2產(chǎn)生上負(fù)下正的感應(yīng)電壓，使VT1基極電流減小， 其集電極電流隨之減小，正反饋狀態(tài)反向翻轉(zhuǎn)，再一次出現(xiàn)雪崩過(guò)程，VT1迅速截止。VT1截 止后，變壓器儲(chǔ)存的能量從NP1提供給負(fù)載，次級(jí)線圈NS產(chǎn)生的下負(fù)上正的電壓經(jīng)整流二 極管VD1整流濾波后，在C3上得到直流電壓給手機(jī)電池充電。在VT1截止時(shí)，太陽(yáng)能電池 板VIN經(jīng)Rl、R3所在支路給C2反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通，再次翻 轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復(fù)振蕩充電過(guò)程。在充電級(jí)，R5、R6組成反饋電阻串，VD2、 VT2等組成限壓電路，以保護(hù)電池不被過(guò)充電，例如以3. 6V手機(jī)電池為例，其充電限制最高 電壓為4. 2V。在電池的充電過(guò)程中，電池電壓逐漸上升，當(dāng)充電電壓大于4. 2V時(shí)，經(jīng)R5、R6 分壓后穩(wěn)壓二極管D2開(kāi)始導(dǎo)通，使第二三極管VT2導(dǎo)通，VT2的分流作用減小了 VT1的基 極電流，從而減小了 VT1的集電極電流Ic，達(dá)到了限制輸出電壓的作用，這時(shí)電路停止了對(duì) 電池的大電流充電，用小電流將電池的電壓維持在4. 2V。
[0023] 一個(gè)具體應(yīng)用于3. 6V充電設(shè)備的電路各個(gè)參數(shù)為R1=R2=10K，R3=470，R5=470， R6=2. 2K，Cl=C3=10u，C2=0. 47u，在對(duì)3. 6V手機(jī)電池充電時(shí)，充電電流約為30-80毫安，與陽(yáng) 光強(qiáng)度有關(guān)，三極管的Icm (最大集電極電流)應(yīng)大于0. 5A，hEF (直流放大系數(shù))為50-100， 可用 2SC2500、2SC1008 等。
[0024] 優(yōu)選的，所述第二三極管基極與太陽(yáng)能電池板負(fù)極之間還連接有可調(diào)電阻R4?？?調(diào)電阻R4的作用在于調(diào)節(jié)反饋電壓控制節(jié)點(diǎn)，在圖1所示的電路中，R4實(shí)際與R6并聯(lián)后 再與R5串聯(lián)，調(diào)節(jié)R4即可調(diào)節(jié)反饋電壓控制點(diǎn)，使充電電壓可以調(diào)整，從而適應(yīng)不同的充 電設(shè)備。
[0025] 如上所述，可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
【權(quán)利要求】
1. 野外作業(yè)充電器，包括太陽(yáng)能電池板、與太陽(yáng)能電池板并聯(lián)的第一電容，還包括第 一三極管、第二三極管和變壓器，所述變壓器的原邊由初級(jí)線圈和反饋線圈組成，所述第 一三極管基極與第二三極管集電極連接，并通過(guò)第一電阻、升壓級(jí)連接至太陽(yáng)能電池板正 輸出級(jí)，第一三極管集電極通過(guò)第二電阻連接至太陽(yáng)能電池板正輸出級(jí)，所述第一三極管、 第二三極管的發(fā)射極均與太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)連接； 所述第一三極管的基極還通過(guò)串聯(lián)的第三電阻和第二電容與反饋線圈的起點(diǎn)連接，反 饋線圈的終點(diǎn)連接太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)；所述初級(jí)線圈的起點(diǎn)、終點(diǎn)分別連接太陽(yáng)能電 池板正輸出級(jí)和第一三極管集電極； 還包括充電級(jí)，所述充電級(jí)由并聯(lián)在變壓器次級(jí)線圈的反饋電阻串和第三電容組成， 所述次級(jí)線圈起點(diǎn)與反饋電阻串之間還連接有整流二極管，第一二極管正極連接次級(jí)線圈 起點(diǎn)，所述反饋電阻串的反饋點(diǎn)通過(guò)穩(wěn)壓二極管連接第二三極管的基極，所述穩(wěn)壓二極管 的正極連接第二三極管的基極； 所述升壓級(jí)由電感、方波發(fā)生器、功率NMOS管、功率二極管組成，所述電感連接在太陽(yáng) 能電池板正輸出級(jí)和功率二極管正極之間，所述功率二極管負(fù)極連接第一電阻，所述功率 NMOS管的源極和漏極分別連接在功率二極管正極和太陽(yáng)能電池板負(fù)輸出級(jí)，柵極與方波發(fā) 生器的方波輸出端連接，所述方波發(fā)生器的電源端與太陽(yáng)能電池板的正輸出級(jí)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外作業(yè)充電器，其特征在于，所述第二三極管基極與太陽(yáng) 能電池板負(fù)極之間還連接有可調(diào)電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外作業(yè)充電器，其特征在于，所述第一三極管和/或第二三 極管為 2SC2500 或 2SC1008。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外作業(yè)充電器，其特征在于，所述方波發(fā)生器為ΗΧΟ-NG系 列任意一款。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203850890SQ201420274243
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】李世平 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)四川省電力公司成都市新都供電分公司