專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能手機(jī)充電亭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，能隨時(shí)、快捷、方便地為手機(jī)電池沒(méi)電的用戶 充電。并可以設(shè)多組USB充電接口，同時(shí)為多個(gè)手機(jī)用戶充電，即節(jié)省能源又環(huán)保，而且可 以永久使用。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)3G America稱(chēng)截止2008年12月底，全球手機(jī)用戶已經(jīng)高達(dá)40億 戶，相當(dāng)于全球已有60 %人口透過(guò)手機(jī)彼此聯(lián)絡(luò)。 中國(guó)是世界手機(jī)用戶最多的國(guó)家，2008年年中我國(guó)的手機(jī)用戶已超過(guò)6億，隨著 手機(jī)單向收費(fèi)在各地陸續(xù)實(shí)施與3G牌照的發(fā)放，手機(jī)對(duì)固定電話的替代效應(yīng)加劇。手機(jī)使 用人口的快速增加，與手機(jī)相關(guān)的通訊產(chǎn)業(yè)已逐漸取代其它傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，迅速成為未來(lái)信息 社會(huì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。蓬勃發(fā)展的中國(guó)經(jīng)濟(jì)和龐大的人口基數(shù)，使中國(guó)在近期乃至未來(lái)成為了 手機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的世界最大市場(chǎng)。手機(jī)產(chǎn)品的科技含量日益提高，功能不斷增多增強(qiáng)，無(wú)限發(fā) 展的手機(jī)功能與有限的手機(jī)電池能量之間的矛盾日顯突出。但在手機(jī)充電器方面，各手機(jī) 廠家依然停留在只提供交流電源充電器的原始狀態(tài)。對(duì)于日趨快節(jié)奏、高效率、流動(dòng)性強(qiáng)的 "現(xiàn)代人"來(lái)說(shuō)，如何隨時(shí)、快捷、方便地解決手機(jī)電池的充電問(wèn)題，是日常工作和生活中普 遍面臨的問(wèn)題。 太陽(yáng)能是"取之不盡，用之不竭"的，無(wú)污染的可再生能源，每天送到地球表面的輻 射能大約相當(dāng)于2. 5億萬(wàn)桶石油。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)能都白白地從人們身邊"溜走"了。 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，太陽(yáng)能逐漸被開(kāi)發(fā)利用，并已成為最有發(fā)展前景的環(huán)保能源之一。
鑒于上述如何隨時(shí)、快捷、方便地解決手機(jī)電池的充電問(wèn)題，本發(fā)明人以提倡"節(jié) 能、環(huán)保"為主題，利用太陽(yáng)能的光伏發(fā)電，并配合學(xué)理的運(yùn)用，創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā) 明，能隨時(shí)、快捷、方便地解決手機(jī)電池的充電問(wèn)題，即節(jié)省能源又環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用太陽(yáng)能的光伏發(fā)電，能隨時(shí)、快捷、方便地為手機(jī)電池沒(méi)電的 用戶充電。并可以設(shè)多組USB充電接口，同時(shí)為多個(gè)手機(jī)用戶充電，即節(jié)省能源又環(huán)保，而 且可以永久使用。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，包括太陽(yáng)能電池組件，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能；蓄電池，用 于儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池組件的電能并為充電系統(tǒng)供電；蓄電池保護(hù)電路，用于對(duì)蓄電池的過(guò)充 電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)；蓄電池充電管理電路，用于控制太陽(yáng)能電池組件為蓄電 池充電的過(guò)程管理；升壓電路，用于將蓄電池電壓升壓轉(zhuǎn)換；限流保護(hù)電路，用于限制手機(jī) 充電電流及輸出短路保護(hù)；自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，用于蓄電池電量不足時(shí)的關(guān)機(jī)保護(hù)；啟動(dòng)電路， 用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線接入時(shí)的充電喚醒；LED指示燈，用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線接入時(shí) 的充電喚醒狀態(tài)指示；USB接口 ，用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線的充電連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，如圖1所示，太陽(yáng)光線照射在太陽(yáng)能電池組件100上，太 陽(yáng)能電池組件100將接收到的光能轉(zhuǎn)換為電能加到蓄電池充電管理電路101的輸入端，經(jīng) 蓄電池充電管理電路101為蓄電池102充電。蓄電池充電管理電路101將每個(gè)充電周期分 為三個(gè)模式涓流模式、恒流(CC)模式以及恒壓(CV)模式。 如圖2所示，蓄電池充電周期總是以涓流模式開(kāi)始直到蓄電池電壓高于已設(shè)定的 最小快充電電壓V^ 3V，并保持15個(gè)持續(xù)的內(nèi)部振蕩周期。如果蓄電池電壓在這15個(gè)周 期內(nèi)降到已設(shè)定的最小快充電電壓V^以下的話，15個(gè)周期計(jì)數(shù)器則被復(fù)位，則還是處于 涓流模式。如果蓄電池電壓在這15個(gè)周期內(nèi)上升到已設(shè)定的最小快充電電壓V，以上的 話，則轉(zhuǎn)入恒流模式。在蓄電池兩端電壓上升到最終的充電電壓V^ 4. 2V時(shí)，恒壓模式隨之 開(kāi)始。在恒壓模式中，充電電流逐漸減小，在充電電流下降到低于充電終止電流IMIN之后，充 電終止，同時(shí)充電電流降為零。蓄電池保護(hù)電路103在充電周期會(huì)監(jiān)測(cè)蓄電池兩端電壓，蓄 電池電壓在充電中超過(guò)充電檢測(cè)電壓，并且保持在過(guò)充電檢測(cè)延遲時(shí)間以上時(shí)，停止充電。
根據(jù)中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1591-2006《移動(dòng)通信手持機(jī)充電器及接 口技術(shù)要求和測(cè)試方法》中所述，手持機(jī)充電接口直流輸入電壓為5V(1±5% )。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，蓄電池102電壓通過(guò)升壓電路105得到一個(gè)恒定的直流 5V(-1% +5% )電壓經(jīng)限流保護(hù)電路106加到USB接口 107。 依據(jù)本發(fā)明提出的一種太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，手機(jī)用戶將手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線連接 到USB接口 107上時(shí)，啟動(dòng)電路108開(kāi)啟，LED指示燈109亮，太陽(yáng)能手機(jī)充電亭處于充電 喚醒狀態(tài)；蓄電池102電壓經(jīng)升壓電路105、限流保護(hù)電路106、USB接口 107開(kāi)始為手機(jī)充 電。在這個(gè)過(guò)程中，蓄電池102電壓如果在放電中處于關(guān)機(jī)檢測(cè)電壓之下時(shí)，自動(dòng)關(guān)機(jī)電路 104將關(guān)閉太陽(yáng)能手機(jī)充電亭電源，禁止手機(jī)充電。蓄電池保護(hù)電路103將監(jiān)測(cè)蓄電池在 放電過(guò)程中的過(guò)放電流及過(guò)放電壓值。蓄電池102電壓如果在放電中處于過(guò)放電檢測(cè)電壓 之下，并且保持這個(gè)狀態(tài)在過(guò)放電檢測(cè)延遲時(shí)間以上時(shí)，停止放電。蓄電池102在放電狀態(tài) 下，其放電電流在過(guò)電流檢測(cè)電壓以上且這個(gè)狀態(tài)持續(xù)在過(guò)電流檢測(cè)延遲時(shí)間以上的時(shí)， 停止放電。限流保護(hù)電路106其將手機(jī)最大充電電流限制為500mA和1000mA之一。手機(jī) USB充電數(shù)據(jù)線拔出時(shí)，LED指示燈熄滅，啟動(dòng)電路關(guān)閉，太陽(yáng)能手機(jī)充電亭處于充電等待 狀態(tài)。


從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將
變得清楚和更容易理解，其中 圖1是太陽(yáng)能手機(jī)充電亭功能方框圖 圖2是蓄電池充電電壓與電流曲線圖 圖3是太陽(yáng)能手機(jī)充電亭的電路圖 圖4A和圖4B是蓄電池保護(hù)電路圖和等效電路圖 圖5是手機(jī)充電流程圖
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中說(shuō)明了它們的示例，在所有附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的參考元素。下面將參考附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，以便解釋本發(fā)明。
如圖3所示，BT1為太陽(yáng)能組件，Dl為防雷管，CI為濾波電容，Ul、 C2、 R3、 R4、 C5組成蓄電池充電管理電路；U1是單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池的高度集成的充電芯片，C2、C5為濾波電容，R3為涓流充電電流調(diào)節(jié)電阻，R4為恒流充電電流調(diào)節(jié)電阻，BT2為蓄電池組件，太陽(yáng)光線照射在太陽(yáng)能電池組件上，通過(guò)Ul為BAT2充電。U2、Ll、Ql、C3、C4、Rl、R2、C6、 R5、 D2、 R6、 R7、 C8組成升壓電路；U2為DC/DC升壓穩(wěn)壓器，該升壓穩(wěn)壓器根據(jù)輸入電壓信號(hào)、負(fù)載信號(hào)和電流信號(hào)來(lái)控制功率管Q1的開(kāi)關(guān)，從而達(dá)到控制電路恒壓輸出的作用；R6、 R7為電壓反饋電阻，Ll為儲(chǔ)能電感，U2利用Ll對(duì)能量的存儲(chǔ)并通過(guò)其與輸入端電源共同的泄放作用從而獲得高于輸入電壓的輸出電壓，C3為輸入濾波電容，C8為輸出濾波電容，D2為整流二級(jí)管，R5為電流檢測(cè)電阻。U3為電壓比較器，當(dāng)蓄電池電壓高于關(guān)機(jī)電壓值時(shí)，U3第3Pin輸出一個(gè)高電平，使Q2飽和導(dǎo)通，此時(shí)U4第3、4Pin為低電平，U4工作。當(dāng)蓄電池電壓低于關(guān)機(jī)電壓值時(shí)，U3第3Pin輸出一個(gè)低電平，使Q2截止，U4第3、4Pin為高電平，U4關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)功能。U4為限流保護(hù)芯片，7Pin、8Pin為輸出端，其每個(gè)Pin的通過(guò)電流為1000mA。 SW1、 SW2、 SW3、 SW4為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線插入時(shí)，SW1、 SW2、 SW3、 SW4閉合，手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線拔出時(shí)斷開(kāi)。LED1、 LED2、 LED3、 LED4為充電指示燈。接口 A、B、C、D為USB接口。 圖4A為蓄電池保護(hù)電路，U5為單節(jié)鋰離子/鋰聚合物可充電池組的過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流的保護(hù)芯片。 過(guò)充電保護(hù)蓄電池電壓在充電中超過(guò)充電檢測(cè)電壓，并且保持在過(guò)充電檢測(cè)延遲時(shí)間以上時(shí)，關(guān)閉Q4，停止充電。 過(guò)放電保護(hù)蓄電池電壓如果在放電中處于過(guò)放電檢測(cè)電壓之下，并且保持這個(gè)狀態(tài)在過(guò)放電檢測(cè)延遲時(shí)間以上時(shí)，關(guān)閉Q3，停止放電。
過(guò)電流保護(hù)蓄電池在放電狀態(tài)下，其放電電流在過(guò)電流檢測(cè)電壓以上且這個(gè)狀態(tài)持續(xù)在過(guò)電流檢測(cè)延遲時(shí)間以上的時(shí)，關(guān)閉Q3，停止放電。
圖4B為圖4A的等效圖，即圖3中的部件BAT2。 圖5更直觀的表明圖3實(shí)施例對(duì)手機(jī)充電的過(guò)程，首先蓄電池電壓必需大于開(kāi)機(jī)電壓方可充電。當(dāng)蓄電池電壓大于開(kāi)機(jī)電壓時(shí)，手機(jī)連接在A，B，C，D任意接口上時(shí)，相對(duì)應(yīng)的LED1、 LED2、 LED3、 LED4亮，此時(shí)即為手機(jī)充電，當(dāng)所接的手機(jī)設(shè)備充電電流超過(guò)1000mA時(shí)，限流保護(hù)電路即將其調(diào)整輸入電壓，使電流控制在1000mA。手機(jī)充電過(guò)程中，蓄電池電壓低于開(kāi)機(jī)電壓時(shí)，充電即時(shí)結(jié)束。 圖5中，太陽(yáng)能電池組件在有陽(yáng)光的情況下會(huì)一直為蓄電池充電，從而收集更多的能量。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，包括太陽(yáng)能電池組件，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能；蓄電池，用于儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池組件的電能并為充電系統(tǒng)供電；蓄電池保護(hù)電路，用于對(duì)蓄電池的過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)；蓄電池充電管理電路，用于控制太陽(yáng)能電池組件為蓄電池充電的過(guò)程管理；升壓電路，用于將蓄電池電壓升壓轉(zhuǎn)換；限流保護(hù)電路，用于限制手機(jī)充電電流及輸出短路保護(hù)；自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，用于蓄電池電量不足時(shí)的關(guān)機(jī)保護(hù)；啟動(dòng)電路，用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線接入時(shí)的充電喚醒；LED指示燈，用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線接入時(shí)的充電喚醒狀態(tài)指示；USB接口，用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線的充電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的太陽(yáng)能電池組件是用單晶硅 晶片和多晶硅晶片之一，電壓類(lèi)型為4. 5V至6. 5V之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其蓄電池類(lèi)型為4. 2V的單節(jié)鋰離子電池 和單節(jié)鋰聚合物電池之一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的蓄電池保護(hù)電路用于權(quán)利3 所述的蓄電池的過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)。過(guò)充電保護(hù)，蓄電池電壓在充電中超過(guò)充電檢測(cè)電壓，并且保持在過(guò)充電檢測(cè)延遲時(shí) 間以上時(shí)，停止充電。過(guò)放電保護(hù)，蓄電池電壓如果在放電中處于過(guò)放電檢測(cè)電壓之下，并且保持這個(gè)狀態(tài) 在過(guò)放電檢測(cè)延遲時(shí)間以上時(shí)，停止放電。過(guò)電流保護(hù)，蓄電池在放電狀態(tài)下，其放電電流在過(guò)電流檢測(cè)電壓以上且這個(gè)狀態(tài)持 續(xù)在過(guò)電流檢測(cè)延遲時(shí)間以上時(shí)，停止放電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的蓄電池充電管理電路用于控 制太陽(yáng)能電池組件為蓄電池充電的過(guò)程管理，它將每個(gè)充電周期分為三個(gè)模式涓流模式、 恒流(CC)模式以及恒壓(CV)模式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的升壓電路用于將蓄電池電壓 升至一個(gè)恒定的直流5V-1X +5%。它利用電感對(duì)能量的存儲(chǔ)并通過(guò)與輸入端電源共同的 泄放作用從而獲得高于輸入電壓的輸出電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的限流保護(hù)電路用于將手機(jī)最 大充電電流限制為500mA和1000mA之一。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的USB接口類(lèi)型為通用串行總 線接口 USB-A插座。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的啟動(dòng)電路用于手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線接入時(shí)的開(kāi)機(jī)喚醒。用戶將手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線插入至USB接口時(shí)，S卩時(shí)啟動(dòng)電路開(kāi)啟，LED指示燈亮，太 陽(yáng)能手機(jī)充電亭處于充電喚醒狀態(tài)；手機(jī)USB充電數(shù)據(jù)線拔出時(shí)，LED指示燈熄滅，啟動(dòng)電 路關(guān)閉，太陽(yáng)能手機(jī)充電亭處于充電等待狀態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，其中所述的自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，用于蓄電池電量不足時(shí)的關(guān)機(jī)保護(hù)；蓄電池電壓如果在放電中處于關(guān)機(jī)檢測(cè)電壓之下時(shí)，太陽(yáng)能手機(jī) 充電亭關(guān)機(jī)，禁止手機(jī)充電。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能手機(jī)充電亭，包括太陽(yáng)能電池組件，蓄電池，蓄電池保護(hù)電路，蓄電池充電管理電路，升壓電路，限流保護(hù)電路，自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，啟動(dòng)電路，LED指示燈，USB接口。本發(fā)明的特征是利用太陽(yáng)能的光伏發(fā)電，能隨時(shí)、快捷、方便地為手機(jī)電池沒(méi)電的用戶充電。并可以設(shè)多組USB充電接口，同時(shí)為多個(gè)手機(jī)用戶充電，即節(jié)省能源又環(huán)保，而且可以永久使用。
文檔編號(hào)H01M10/44GK101777779SQ20091011481
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者謝瑩敏 申請(qǐng)人:謝瑩敏