[實用新型]一種用于單兵數字化裝備供電的柔性電源

有效

• 申請號: 201721112491.4
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207251288U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 周潔琳;王一丁;何翔;康代濤;張榮東
• 申請（專利權）人: 成都四威功率電子科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H01L31/076
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙)51229
• 代理人: 李蕊,何凡

技術領域

本實用新型屬于太陽能電池的技術領域，具體涉及一種用于單兵數字化裝備供電的柔性電源。

背景技術

隨著導航定位系統、夜視儀和戰場數據傳輸系統等大量數字化裝備開始裝備部隊，部隊裝備特別是單兵裝備對電能的需求急劇增長。

傳統的單兵數字化裝備供電主要通過士兵隨身攜帶大量的充電電池或者戰場移動電源車來實現。但這存在兩個弊端：一是隨身攜帶的充電電池增加了士兵的負重和體力消耗，限制了士兵機動性能的發揮；二是戰場環境下，移動式電源車的機動能力和偽裝性能有限，很難保證每名士兵都能夠及時的充電，這又限制了數字化裝備作戰性能的發揮。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于單兵數字化裝備供電的柔性電源，以解決現有單兵數字化裝備供電設備體積大、質量大不便于隨身攜帶的問題。

為達到上述目的，本實用新型采取的技術方案是：

提供一種用于單兵數字化裝備供電的柔性電源，其包括依次電連接的前端輸入電路、最大功率點跟蹤電路、存儲電路和后端輸出電路；

前端輸入電路包括三結太陽能電池；三結太陽能電池內部設有三個P-i-n結，每個P-i-n結包括三層不同禁帶寬帶的p-a-SiC:H、i-a-Si:H和n-c-Si:H結構；三結太陽能電池內部的Al電極和最靠近Al電極的i-a-Si:H層之間設有一阻擋層；最大功率點跟蹤電路包括MPPT控制器和與MPPT控制器電連接的遲滯電壓比較器；存儲電路包括用于存儲電能的Super Cap；所述后端輸出電路包括DC-DC變換器。

優選地，三結太陽能電池以聚酰亞胺為襯底。

優選地，阻擋層為Ni₂Al₃薄膜層。

優選地，MPPT控制器為LTC3105芯片。

優選地，遲滯電壓比較器為MAX9910芯片。

優選地，Super Cap為33mF的超級電容。

優選地，DC-DC變換器內置有LTC3525L-5芯片。

本實用新型提供的用于單兵數字化裝備供電的柔性電源，具有以下有益效果：

本實用新型根據半導體PN結的光伏發電效應，利用聚酰亞胺薄膜為三結太陽能電池的襯底，使得本電源質量輕且薄，且具有較好的耐輻射和耐熱能力，確保太陽能電池具有較高的體積比功率和重量比功率。配合三層不同禁帶寬帶的p-a-SiC:H、i-a-Si:H、n-c-Si:H結構的堆疊，增加太陽能電池的響應光譜，提高對光的吸收系數，減少熱損失與聲子損失，改善光致衰退效應。加之MPPT控制器實時跟蹤調節柔性薄膜太陽能電池的工作狀態，使其始終工作在最大功率點處，使Super Cap始終以最高效率充電。

本實用新型采用柔性薄膜太陽能電池配合MPPT太陽能控制器，實現了集太陽能量收集與轉換和電源管理與一體的便攜式的充電電源，成為一種自供電、免維護、長壽命，同時兼具高質量比功率，高環境適應性的電源系統。

附圖說明

圖1為用于單兵數字化裝備供電的柔性電源的電路框圖。

圖2為用于單兵數字化裝備供電的柔性電源的柔性薄膜太陽能電池結構圖。

具體實施方式

下面對本實用新型的具體實施方式進行描述，以便于本技術領域的技術人員理解本實用新型，但應該清楚，本實用新型不限于具體實施方式的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構思的實用新型創造均在保護之列。

根據本申請的一個實施例，如圖1-2所示，本方案的用于單兵數字化裝備供電的柔性電源，包括依次電連接的前端輸入電路、最大功率點跟蹤電路、存儲電路和后端輸出電路。

前端輸入電路包括三結太陽能電池，三結太陽能電池為柔性薄膜太陽能電池，柔性薄膜太陽能電池通過真空薄膜工藝技術，將光電材料沉積在不銹鋼或有機聚合物等可卷曲的柔性材料襯底上，形成柔性薄膜。其中三結太陽能電池包括以聚酰亞胺為襯底的三結太陽能電池，以聚酰亞胺作為電池的襯底材料，具有質量輕且薄和較好的耐輻射和耐熱能力的特性，因而制作的電池有很高的體積比功率和重量比功率。