[實用新型]基于太陽能電池板、蓄電池和超級電容的電源管理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020849506.0
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN212304852U
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 邢增強;李春暉;鄭哲;劉瑞;褚鑫;劉立宇
• 申請（專利權）人: 北京智芯微電子科技有限公司;國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02H7/18
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產(chǎn)權代理有限公司 11279
• 代理人: 孫彥斌;高清峰

本實用新型公開了一種基于太陽能電池板、蓄電池和超級電容的電源管理裝置，包括：太陽能電池板；保護電路；蓄電池充電電路和超級電容充電電路，其分別與保護電路的第一輸出端和第二輸出端相連接；蓄電池，其與蓄電池充電電路的輸出端相連接；超級電容，其與超級電容充電電路的輸出端相連接；電壓比較器電路，其輸入端分別連接基準電壓和超級電容的輸出端，且電壓比較器電路的輸出端連接反相器的輸入端；降壓轉換電路，其輸入端與蓄電池的輸出端相連接，其使能端與反相器的輸出端相連接；升降一體轉換電路，其輸入端與超級電容的輸出端相連接，其使能端與電壓比較器電路的輸出端相連接；以及負載系統(tǒng)。本實用新型能夠大大延長蓄電池的使用壽命。

技術領域

本實用新型是關于電源管理技術領域，特別是關于一種基于太陽能電池板、蓄電池和超級電容的電源管理裝置。

背景技術

目前通用的太陽能電池供電電路，一般為太陽能電池板，經(jīng)過保護電路、充電管理電路直接給蓄電池充電，蓄電池輸出經(jīng)過電壓轉換電路直接供用電負載系統(tǒng)設備使用。然而，該使用方法有如下不足：

目前常見的蓄電池主要有鉛酸蓄電池(壽命約300次)、三元鋰電池(壽命約600到700次)、磷酸鐵鋰電池(壽命約1200次)、錳酸鋰電池(壽命約 300到400次)、鈦酸鋰電池(壽命約1500次)等。按照每天進行一次充放電循環(huán)計算，鋰電池的壽命在1年至3年不等。常見的太陽電池板主要有單晶，多晶和薄膜三種，其壽命均至少在20年左右。造成了蓄電池與太陽能電池板的壽命嚴重不匹配，從而制約了太陽能供電設備的推廣應用。

超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間，具有特殊性能的電源，其可以進行反復充電數(shù)十萬次，容值可達數(shù)千法拉。循環(huán)壽命長，工作溫度范圍寬為其最大優(yōu)點。但是其儲能容量有限，無法滿足用電設備的長期工作需求，因此沒有得到大范圍的使用。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種，其能夠利用超級電容充電快、壽命長的特性，顯著延長蓄電池的壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于太陽能電池板、蓄電池和超級電容的電源管理裝置，包括：太陽能電池板；保護電路，其與太陽能電池板相連接；蓄電池充電電路，其輸入端與保護電路的第一輸出端相連接；超級電容充電電路，其輸入端與保護電路的第二輸出端相連接，并且超級電容充電電路與蓄電池充電電路并聯(lián)連接；蓄電池，其輸入端與蓄電池充電電路的輸出端相連接；超級電容，其輸入端與超級電容充電電路的輸出端相連接；電壓比較器電路，其輸入端分別連接基準電壓和超級電容的輸出端，并且電壓比較器電路的輸出端連接反相器的輸入端；降壓轉換電路，其輸入端與蓄電池的輸出端相連接，并且降壓轉換電路的使能端與反相器的輸出端相連接；升降一體轉換電路，其輸入端與超級電容的輸出端相連接，并且升降一體轉換電路的使能端與電壓比較器電路的輸出端相連接；以及負載系統(tǒng)，其分別與降壓轉換電路的輸出端和升降一體轉換電路的輸出端相連接。

在本實用新型的一實施方式中，基準電壓為超級電容設定的放電截止電壓。

在本實用新型的一實施方式中，太陽能電池板的輸出功率大于負載系統(tǒng)的使用功率，從而在保證負載正常工作時，太陽能電池板能夠同時為蓄電池充電。

在本實用新型的一實施方式中，當太陽能電池板正常工作時，超級電容的電壓大于設定的放電截止電壓，升降一體轉換電路使能端有效，負載系統(tǒng)均由超級電容提供電源。

在本實用新型的一實施方式中，當光照條件不足，太陽能電池板的輸出功率不足以滿足負載系統(tǒng)工作時，超級電容能夠優(yōu)先放電，支持負載系統(tǒng)工作。

在本實用新型的一實施方式中，當超級電容的電壓小于設定的放電截止電壓時，降壓轉換電路使能端有效，負載系統(tǒng)的電源由蓄電池提供。