[发明专利]一种小负载设备的太阳能供电电路及供电方法

说明书

本发明涉及供电电源技术领域，具体涉及一种小负载设备的太阳能供电电路及供电方法，包括太阳能电池板、超级电容储能模块、锂电池储能模块、电源管理模块；太阳能电池板用于将太阳能转化为电能；超级电容储能模块用于储存电能并向小负载设备提供电源或向锂电池储能模块充电；锂电池储能模块用于在超级电容储能模块上的电能大于小负载设备的功耗时进行充电，在超级电容储能模块供给小负载设备的电能不足时对小负载设备放电；电源管理模块用于控制超级电容储能模块和锂电池储能模块的切换。本发明可以合理控制超级电容和锂电池的充、放电，最大限度地减少锂电池的充、放电过程，可有效地提高锂电池的使用寿命，确保太阳能供电系统长期运行稳定性。

技术领域

本发明涉及供电电源技术领域，具体涉及一种小负载设备的太阳能供电电路及供电方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，许多户外低功耗小负载监测设备用于军事、科研、交通、环境监测、医疗卫生等多个领域，由于分布区域广，管理和维护难度大。电源的可靠性和使用寿命对户外小负载监测设备的正常运行影响极大。而监测设备采用太阳能与锂电池组合的供电方案，但锂电池的使用寿命有限，难以满足设备长期运行的需要；同时现有小负载设备供电方案中，缺乏对超级电容和锂电池储能状态的有效监测，无法及时了解监测设备内电源的工作状态。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种小负载设备的太阳能供电电路及供电方法，具体技术方案如下：

一种小负载设备的太阳能供电电路，包括太阳能电池板、超级电容储能模块、锂电池储能模块、电源管理模块；所述太阳能电池板与超级电容储能模块连接，所述超级电容储能模块、锂电池储能模块分别与电源管理模块连接；所述超级电容储能模块与锂电池储能模块连接；所述超级电容储能模块包括超级电容；所述锂电池储能模块包括锂电池；

所述太阳能电池板用于将太阳能转化为电能，并将转化后的电能输入超级电容储能模块；所述超级电容储能模块用于储存电能并通过电源管理模块向小负载设备提供电源或向锂电池储能模块充电；所述锂电池储能模块用于在超级电容储能模块上的电能大于小负载设备的功耗时进行充电，在超级电容储能模块供给小负载设备的电能不足时通过电源管理模块对小负载设备放电；所述电源管理模块用于控制超级电容储能模块和锂电池储能模块的切换，并输出稳定的电压源。

优选地，所述太阳能供电电路还包括蓝牙监测模块；所述蓝牙监测模块分别与超级电容储能模块、锂电池储能模块、电源管理模块连接；所述蓝牙监测模块用于监测超级电容储能模块、锂电池储能模块的状态，并控制电源管理模块的输出。

优选地，所述太阳能电池板通过防逆流二极管与超级电容储能模块串联连接。

优选地，所述超级电容储能模块还包括过压保护二极管；所述超级电容与过压保护二极管并联连接；所述过压保护二极管用于保护超级电容过电压被击穿，电压保护值为超级电容的额定电压。

优选地，所述超级电容的最大充电功率Pcmax与小负载设备的最大功率Pomax存在以下关系：

Pcmax>10*Pomax。

优选地，还包括开关管；所述开关管与电源管理模块连接，用于控制电源的通断。

一种小负载设备的太阳能供电电路的供电方法，包括以下步骤：

S1：太阳能电池板收集太阳能产生电能后输入超级电容储能模块；

S2：超级电容储能模块接收太阳能电池板输入的电能并使超级电容上的电压Vc升高；