[发明专利]高效率的太阳能充电装置及其充电方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能充电技术领域，涉及一种充电装置，尤其涉及一种高效率的太阳能充电装置；同时，本发明还涉及一种高效率的太阳能充电装置的充电方法。

背景技术

随着全球经济的飞速发展，能源短缺的问题已经日益严重，如何提高能源的利用率的问题已经逐渐成为各个领域研究和发展的方向。高效的能源利用率设备为节约能源，缓解能源短缺起到了重大作用。

现有的电能收集充电装置自身结构已经固定，只能对于特定的输入电压做出最出特定的电压输出，且自身的充电效率不高，无法适用于输入电压不固定的场合。光电转换器件自身的输出电压随光照强度变化而波动较大，无法直接作为充电使用。

有鉴于此，为了适应于充电和提高充电效率，就有必要利用单片机等智能芯片技术对充电装置进行改造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高效率的太阳能充电装置，可根据充电电压自动调整DC-DC变换电路使充电效率达到最高，能较好地适用于光照不稳定导致的光电转换模块输入电压波动较大情况下的高效率电能收集充电。

此外，本发明还提供一种高效率的太阳能充电装置的充电方法，可根据充电电压自动调整DC-DC变换电路使充电效率达到最高，能较好地适用于光照不稳定导致的光电转换模块输入电压波动较大情况下的高效率电能收集充电。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高效率的太阳能充电装置，所述充电装置包括：控制器、启动电路、DC-DC变换电路、充电终端电池、和光电转换输入模块；

所述控制器分别连接启动电路、DC-DC变换电路，光电转换输入分别连接启动电路、DC-DC变换电路；

所述DC-DC变换电路包括降压拓扑单元和升压拓扑单元；所述控制器获取光电转换输入模块的电压值，根据光电转换输入模块电压值的不同，控制DC-DC变换电路使用降压拓扑单元或升压拓扑单元对所述充电终端电池进行充电；

所述控制器的PWM功能引脚输出不同占空比的PWM波，来控制DC-DC变换电路中场效应管的导通时间与夹断时间，从而控制DC-DC变换电路中电感蓄能的大小，最终改变DC-DC变换电路的输出电压值。

作为本发明的一种优选方案，所述充电装置还包括电压放大采集模块，充电终端电池分别连接DC-DC变换电路、电压放大采集模块；所述控制器的ADC引脚通过电压采集放大模块对充电电压进行采样，由控制器控制DC-DC变换电路升压或是降压的幅度，调整充电效率。

作为本发明的一种优选方案，所述充电装置需要低电压启动和高电压运行，使用不同的DC-DC电路作为启动电路，进行低电压启动和高压运行，DC-DC电路输出直流电给控制器供电。

作为本发明的一种优选方案，所述升压拓扑单元为Boost升压拓扑单元，降压拓扑单元为Buck降压拓扑单元；

所述Boost升压拓扑单元中开关管导通时，电源经由电感、开关管形成回路，电流在电感中转化为磁能贮存；开关管关断时，电感中的磁能转化为电能在电感端一负一正，此电压叠加在电源正端，经由二极管、负载形成回路，完成升压功能；

所述Buck降压电路中电源通过一个电感给负载供电，同时电感储存部分能量，然后将电源断开，只由电感给负载供电；如此周期性的工作，通过调节电源接通的相对时间，来实现输出电压的调节。

一种上述高效率的太阳能充电装置的充电方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、控制器获取光电转换输入模块的电压值；

步骤S2、根据光电转换输入模块电压值的不同，控制DC-DC变换电路使用降压拓扑单元或升压拓扑单元对充电终端电池进行充电；控制方法为：控制器的PWM功能引脚输出不同占空比的PWM波，来控制DC-DC变换电路中场效应管的导通时间与夹断时间，从而控制DC-DC变换电路中电感蓄能的大小，最终改变DC-DC变换电路的输出电压值。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中，控制器的ADC引脚通过电压采集放大模块对充电电压进行采样，由控制器控制DC-DC变换电路升压或是降压的幅度。

作为本发明的一种优选方案，所述充电装置需要低电压启动和高电压运行，使用不同的DC-DC电路作为启动电路，进行低电压启动和高压运行，DC-DC电路输出直流电给控制器供电。