[发明专利]便携式太阳能笔记本移动电源

说明书

技术领域

     本发明涉及便携式太阳能笔记本移动电源， 特别涉及一种新型的便携式移动电源。该移动电源可通过太阳能电池板为其补充电能，通过内置的聚合物锂电池保存由太阳能电池板转换的这些能量。该移动电源具有标准的USB插槽（5V/2A输出），4.8/1.7mm大功率DC输出接口（19V、16V、12V/4.5A，9V/1.5A输出），5.5/2.1mm大功率DC输入接口（15-20V/3A），能够智能选择输出电压，为多种手机、笔记本电脑及数码设备进行充电。

背景技术

    随着人们生活水平的不断提高，便携式的数码产品在种类和数量上都越来越多，如手机、平板电脑、数码相机、笔记本电脑、医疗保健设备。这些设备都要用到电池，但这些设备的内置电池总会因为容量太小而不能满足长时间的使用。当出差或旅游时又是这些设备经常在关键时刻电池没有电了，特别是在手机正在打电话时和数码相机正在拍照时。而也不可能把每种设备都配一个备用电池，成本高而且也不方便。基于此，各类移动电源应运而生。

    市面上现有的移动电源产品容量可以做的比较高，单节电池容量可达2500mAh到3200mAh，一般采用聚合物锂离子电芯，普通锂离子电芯的容量和体积成正比。容量再大的移动电源，如果不及时补充电能，由锂电池保存的电能也会用完。如果利用太阳能为移动电源续航，就可避免由于内部锂离子电池没电而造成移动电源无法使用的问题。如果利用太阳能电池板来收集太阳能转换为电能，直接把电能输入到移动电源的充电端，会由于移动电源充电端的输入阻抗和太阳能电池板的输出阻抗不匹配造成太阳能的利用率很低。太阳能电池板的输出阻抗又随着光照的强度和输出电压的变化而变化。所以如果研制太阳能移动电源就必须采用一种新型方法提高太阳能电池板的利用效率，这就是MPPT最大功率跟踪技术。

    当前，各类数码产品汗牛充栋，各类数码产品需要的供电电压也各不相同，为了广泛的适应各类数码产品、笔记本电脑的充电需要，移动电源必须朝着大功率、可调电压方向发展。

    普通移动电源都会有自放电现象，不给其他数码产品充电，自身的电量也会随着时间而减小，这是由于锂离子电芯的静态损耗电流引起的，所以为了提高移动电源的空载保持能力就必须采用高性能的电池管理技术。

    除了应具备高性能的电池管理技术，移动电源的安全性也是研制太阳能移动电源应该受到重视的问题。移动电源在内部一定要具备：过充、过放、短路、过流保护措施。

发明内容

    本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种便携式太阳能笔记本移动电源的设计方案，要解决的技术问题包括：(1)设计一种壳体结构，提高太阳能移动电源的便携性和实用性。(2)研究最大功率跟踪技术的原理和最大功率跟踪的电路结构，采用一种新型方法匹配太阳能电池板和移动电源充电端的阻抗，提高太阳能电池板给太阳能移动电源的充电效率。(3)采用高性能的DC-DC电池管理技术，防止因电池的静态工作电流引起的移动电源电量自损失现象，解决太阳能移动电源过充、过放、短路、过流的问题。(4)设计适用于各类数码产品和笔记本电脑的大功率、可调电压的电压变换电路。

    本发明是通过这样的技术方案实现的：便携式太阳能笔记本移动电源，其特征在于，整体电路结构包括主控电路、太阳能MPPT充电系统、锂电池保护电路、大功率升压电路、两个大功率降压电路、输出滤波电路和LCD液晶显示屏，主控电路分别与锂电池保护电路、大功率升压电路、两个大功率降压电路、输出滤波电路及LCD液晶显示屏连接；

     锂电池保护电路分别与MPPT充电管理电路、大功率升压模块、大功率降压模块和锂电池组连接；太阳能MPPT充电系统通过5.5/2.1mm大功率DC输入接口（15-20V/3A）与太阳能电池板连接，通过外径为2.5平方毫米的硅胶线与锂电池保护电路连接；

    所述主控电路由单片机及外围电路构成，采用16位单片机作为主控IC；

主控电路通过测量电池电压、电池保护模块后电压、USB口输出电压、DC输出口电压、DC输入口电压、电池输出电流、USB口输出电流、DC输出口输出电流，对整个系统进行实时监控，在电池保护电路的硬件保护的基础上，进行系统的软件保护；

    主控电路连接两个按键，通过按键控制LED手电灯珠的使能，控制LCD液晶屏幕背光的使能，控制DC输出口的输出电压的切换，控制DC输出口输出电压的使能，

    主控电路通过连接LCD液晶显示屏，显示规定的图像；