專利名稱：一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及移動(dòng)照明設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力、鐵路和冶金等行業(yè)的戶外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和搶險(xiǎn)救災(zāi)、事故處理等工作現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于大面積、高亮度的照明有著經(jīng)常性的需要。在這些工況下，便捷的市電供應(yīng)是無(wú)法得到保證的，故而照明系統(tǒng)常常需要獨(dú)立的、便攜的移動(dòng)電源為其供電。同時(shí)，由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還存在著諸如通訊終端、動(dòng)力裝置和檢測(cè)儀器等電氣設(shè)備，所以移動(dòng)電源還要為這些設(shè)備提供合適的供電接口?，F(xiàn)有移動(dòng)電源靠自身儲(chǔ)存的能量為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供電能，當(dāng)在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)其能量用盡時(shí)，需要及時(shí)地補(bǔ)充。此外，施工人員希望移動(dòng)電源盡可能體積小、輕，方便攜帶。出于對(duì)移動(dòng)電源高能量容量、便攜性和低噪聲的性能追求，移動(dòng)電源儲(chǔ)能模塊經(jīng)過(guò)了從柴油發(fā)電機(jī)到鉛酸蓄電池，再到鋰電池的發(fā)展。與使用鋰電池的移動(dòng)電源相比，前兩者在體積重量、噪聲或容量方面存在缺陷。為了節(jié)省電能，照明系統(tǒng)常選用節(jié)能燈或有著更高光效LED燈。目前，在使用鋰電池并配有高光效LED燈的移動(dòng)電源產(chǎn)品中，卻缺少為其他電氣設(shè)備供電的接口，而且補(bǔ)充能量的方式僅限于市電充電，滿足不了上述作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。經(jīng)過(guò)檢索對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的公開文檔發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0051009似68. 7，
公開日2006.03. 15，該技術(shù)公開了一種除了市電充電，還具備太陽(yáng)能充電方式的鋰電池移動(dòng)電源。該技術(shù)能夠讓移動(dòng)電源在工作現(xiàn)場(chǎng)就地及時(shí)地補(bǔ)充能量。但是該技術(shù)針對(duì)的是為登山、旅游等戶外活動(dòng)中手機(jī)和相機(jī)等小功率產(chǎn)品的充電，只提供低壓小電流的直流輸出，且系統(tǒng)容量過(guò)小，不具備對(duì)上述工作現(xiàn)場(chǎng)的高光效LED燈和電氣設(shè)備的供電接口和能力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)可廣泛用于電力、鐵路和冶金等行業(yè)的戶外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和搶險(xiǎn)救災(zāi)、事故處理等工作現(xiàn)場(chǎng)，提供大面積、高亮度照明，并為相關(guān)工作電氣設(shè)備提供電源， 同時(shí)體積小、重量輕，便攜性好，還具備現(xiàn)場(chǎng)就地及時(shí)充電功能。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，包括鋰電池組、電量顯示模塊、控制開關(guān)模塊、 光伏發(fā)電模塊、市電充電器、逆變器、直流變換器和LED燈具，所述的電量顯示模塊連接鋰電池組，顯示鋰電池組的剩余電量狀態(tài)信息，所述的光伏發(fā)電模塊通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的市電充電器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的逆變器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的直流變換器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的LED燈具通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連。所述的光伏發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池和光伏控制器，所述的太陽(yáng)能電池與光伏控制器相連，光伏控制器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連。所述的太陽(yáng)能電池為折疊式非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。所述的控制開關(guān)模塊包括一個(gè)三檔開關(guān)和4個(gè)兩檔開關(guān)，4個(gè)兩檔開關(guān)分別為第一兩檔開關(guān)、第二兩檔開關(guān)、第三兩檔開關(guān)和第四兩檔開關(guān)。所述的三檔開關(guān)的公共端與鋰電池組正極連接，三檔開關(guān)的第一檔與光伏發(fā)電模塊連接，三檔開關(guān)的第二檔與市電充電器連接，用于切換鋰電池組的充電方式。所述的第一兩檔開關(guān)兩端分別與鋰電池組正極和逆變器正向輸入端相連，控制逆變器輸出；所述的第二兩檔開關(guān)兩端分別與鋰電池組正極和直流變換器正向輸入端相連， 控制直流變換器輸出；所述的第三兩檔開關(guān)兩端分別與鋰電池組正極和LED燈具正向輸入端相連，控制LED燈具的通斷；所述的第四兩檔開關(guān)的一端連接鋰電池組的負(fù)極，另一端連接光伏發(fā)電模塊輸出端的負(fù)極、市電充電器輸出端的負(fù)極、直流變換器輸入端的負(fù)極、逆變器輸入端的負(fù)極和電量顯示模塊的負(fù)極，控制整個(gè)系統(tǒng)的通斷。所述的電量顯示模塊包括兩個(gè)分壓電阻、一個(gè)基準(zhǔn)電壓源、若干比較器、一個(gè)譯碼器、若干驅(qū)動(dòng)器和若干發(fā)光二極管，所述的兩個(gè)分壓電阻串聯(lián)，一端連接鋰電池組正極，另一端連接第四兩檔開關(guān)，兩個(gè)分壓電阻的公共端連接比較器輸入端的負(fù)極，所述的基準(zhǔn)電壓源的基準(zhǔn)電壓輸出端連接比較器輸入端的正極，所述的比較器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和發(fā)光二極管依次連接。所述的比較器設(shè)有2 10個(gè)，基準(zhǔn)電壓源設(shè)有與比較器數(shù)量相同的基準(zhǔn)電壓輸出端，分別連接各個(gè)比較器輸入端的正極，所述的驅(qū)動(dòng)器和發(fā)光二極管均設(shè)有2 10個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型為戶外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供長(zhǎng)時(shí)間、高亮度、大范圍的照明，并為其他電氣設(shè)備提供供電接口，同時(shí)采用了市電充電器與便攜式薄膜太陽(yáng)能電池兩種充電源，能夠滿足作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)就地及時(shí)的充電需求，使得移動(dòng)電源的能量補(bǔ)充變得更為靈活。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的電量顯示模塊的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例如圖1所示，一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電模塊1、市電充電器 2、控制開關(guān)模塊、鋰電池組3、電量顯示模塊4、逆變器5、直流變換器6和LED燈具7。其中， 電量顯示模塊4連接鋰電池組3，顯示鋰電池組3的剩余電量狀態(tài)信息，光伏發(fā)電模塊1、市電充電器2、4、逆變器5、直流變換器6和LED燈具7均通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組3連接，通過(guò)控制開關(guān)模塊控制其回路的通斷。光伏發(fā)電模塊1包括一塊60W/36V/1. 67A折疊式非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池11，重量為3. 1kg，折疊后面積為390mmX250mmX 55mm;—個(gè)鋰電池專用光伏控制器12，重量160g， 型號(hào)為DPSCMV05A。太陽(yáng)能電池11與光伏控制器12相連傳輸太陽(yáng)能電池11輸出電能，光伏控制器12正向輸出端與控制開關(guān)模塊相連傳輸光伏發(fā)電模塊1輸出的電能。市電充電器2為MV/5A聚合物鋰離子電池充電器，采用三段式充電。鋰電池組3為MV/40Ah聚合物鋰離子電池，7串4并，內(nèi)帶均衡保護(hù)板，額定保護(hù)電流為20A，最大電流40A，過(guò)充保護(hù)電壓29. 4V，過(guò)放保護(hù)電壓21V。其采用IOAh單體，過(guò)充保護(hù)電壓4. 25士0. 05V，過(guò)放保護(hù)電壓2. 90士0. 08V。重量8kg，尺寸250mmX208mmX 130。逆變器5為額定500W修正正弦波逆變器DP-13C，額定輸入電壓為直流MV，輸入電壓過(guò)壓保護(hù)為30V，輸入欠壓保護(hù)為21V ；額定輸出為三路交流220V/200VA(電氣上屬并聯(lián)關(guān)系)。逆變器5正向輸入端與控制開關(guān)模塊相連傳輸經(jīng)開關(guān)模塊輸出的電能；逆變器交流輸出第一路與LED燈具7相連傳輸交流220V電能，逆變器交流輸出第二路和第三路可與其他電氣設(shè)備負(fù)載相連傳輸交流220V電能。直流變換器6為額定145W直流電源降壓器，輸入電壓范圍為直流13V 40V，額定輸出兩路直流5V/5A(USB接口 )和兩路直流12V/10A (柱形接口 )。輸出直流5V與USB供電負(fù)載相連傳輸直流電能，輸出直流12V與筆記本等電氣設(shè)備相連傳輸直流電能?？刂崎_關(guān)模塊包括一個(gè)三檔船型開關(guān)K⑶4，四個(gè)兩檔船型開關(guān)K⑶3-11。其中，三檔開關(guān)80的公共端與鋰電池組3正極連接，三檔開關(guān)80的第一檔與光伏發(fā)電模塊1連接， 三檔開關(guān)80的第二檔與市電充電器2連接，用于切換鋰電池組3的充電方式。第一兩檔開關(guān)81兩端分別與鋰電池組3正極和逆變器5正向輸入端相連，控制逆變器5輸出；第二兩檔開關(guān)82兩端分別與鋰電池組3正極和直流變換器6正向輸入端相連，控制直流變換器6輸出；第三兩檔開關(guān)83兩端分別與鋰電池組3正極和LED燈具7正向輸入端相連，控制LED燈具7的通斷；第四兩檔開關(guān)84的一端連接鋰電池組3的負(fù)極，另一端連接光伏發(fā)電模塊1輸出端的負(fù)極、市電充電器輸2出端的負(fù)極、直流變換器6輸入端的負(fù)極、逆變器5輸入端的負(fù)極和電量顯示模塊4的負(fù)極，控制整個(gè)系統(tǒng)的通斷。如圖2所示，電量顯示模塊4包括兩個(gè)分壓電阻41 (阻值分別為作Ω和lkQ)、 一個(gè)基準(zhǔn)電壓源42，可提供三種電壓基準(zhǔn)(分別為3. 6V，3V和2. 8V)、三個(gè)比較器43 (單片四比較器芯片LM339)、一個(gè)譯碼器44 (芯片為74LS138)、四個(gè)驅(qū)動(dòng)器45和四個(gè)發(fā)光二極管 46(管壓降1.8V，電流20mA)。其中兩個(gè)分壓電阻41串聯(lián)后，一端連接鋰電池組3正極，另一端連接第四兩檔84開關(guān)；分壓電阻41公共點(diǎn)與LM339的第4、第6和第8引腳相連傳輸鋰電池組3分壓電壓信息；電壓基準(zhǔn)3. 6V、3V、和2. 8V分別與LM339的第5、第7和第9引腳相連傳輸參考比較電平；LM339的第1、第2和第3引腳與74LS138的第1、第2和第3引腳相連傳輸鋰電池組電壓編碼信息；74LS138的第7、第9、第11和第15引腳分別經(jīng)驅(qū)動(dòng)器 45與發(fā)光二極管46相連傳輸鋰電池電量信息。當(dāng)鋰電池組3分壓電壓高于3. 6V時(shí)，只有第一發(fā)光二極管亮，表示鋰電池組電量滿；當(dāng)鋰電池組3分壓電壓介于3V 3. 6V之間時(shí)， 只有第二發(fā)光二極管亮，表示鋰電池組電量充足；當(dāng)鋰電池組3分壓電壓介于2. 8V 3V之間時(shí)，只有第三發(fā)光二極管亮，表示鋰電池組電量不足，提示需要充電；當(dāng)鋰電池組3分壓電壓小于2. 8V時(shí)，只有第四發(fā)光二極管亮，表示鋰電池組達(dá)到設(shè)計(jì)放電極限，若繼續(xù)放電將會(huì)導(dǎo)致鋰電池組3內(nèi)部保護(hù)啟動(dòng)，閉鎖鋰電池組3的電能輸出。圖2中省略了所用芯片的電源、地和使能引腳連線，但不代表實(shí)際電路上的省略。LED燈具7的燈頭包括一個(gè)25W泛光型和一個(gè)25W聚光型，光通量都為22501m，輸入電壓都為24V直流。[0030]本實(shí)用新型的工作過(guò)程是將第四兩檔84開關(guān)閉合，使鋰電池組3的負(fù)極接入系統(tǒng)，為電量顯示模塊4供電使其顯示鋰電池組3電量。當(dāng)電量充足時(shí)，將三檔開關(guān)80撥至零檔，將第一兩檔開關(guān)81閉合，鋰電池組3將電能傳輸至逆變器5輸入端，逆變器5輸出端接負(fù)載可實(shí)現(xiàn)對(duì)外供電。當(dāng)電量充足時(shí)，將三檔開關(guān)80撥至零檔，將第二兩檔開關(guān)82閉合，鋰電池組3將電能傳輸至直流變換器6輸入端，直流變換器6輸出端接負(fù)載可實(shí)現(xiàn)對(duì)外供電。當(dāng)電量充足時(shí)，將三檔開關(guān)80撥至零檔，將第三兩檔開關(guān)83閉合，鋰電池組3將電能傳輸至LED燈具7的正向輸入端，對(duì)外照明。當(dāng)電量顯示模塊4顯示電量不足或電量到達(dá)設(shè)計(jì)放電極限時(shí)，將三檔開關(guān)80撥至第一檔，接通市電充電器1為鋰電池組3充電；或?qū)⑷龣n開關(guān)80撥至第二檔，接通光伏發(fā)電模塊1為鋰電池組3充電。當(dāng)筆記本電腦在無(wú)適配器情況下需要供電時(shí)，接直流變換器6的12V輸出接口，從直流變換器6獲得電能；當(dāng)手機(jī)在無(wú)適配器情況下需要充電時(shí)，接直流變換器6的5V輸出接口，從直流變換器6獲得電能。本實(shí)用新型針對(duì)于電力、鐵路和冶金等行業(yè)的戶外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和搶險(xiǎn)救災(zāi)、事故處理等工作現(xiàn)場(chǎng)，提供大面積、高亮度照明，并為相關(guān)工作電氣設(shè)備提供不同電壓等級(jí)的電源。同時(shí)，充分考慮體積和重量，采用高能量密度的鋰電池和可折疊的非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，不僅便攜性好，還具備現(xiàn)場(chǎng)就地及時(shí)充電的功能。
權(quán)利要求1.一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，其特征在于，包括鋰電池組、電量顯示模塊、控制開關(guān)模塊、光伏發(fā)電模塊、市電充電器、逆變器、直流變換器和LED燈具，所述的鋰電池組連接電量顯示模塊，所述的光伏發(fā)電模塊通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的市電充電器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的逆變器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的直流變換器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的LED燈具通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的光伏發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池和光伏控制器，所述的太陽(yáng)能電池與光伏控制器相連，光伏控制器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的太陽(yáng)能電池為折疊式非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制開關(guān)模塊包括一個(gè)三檔開關(guān)和四個(gè)兩檔開關(guān)，四個(gè)兩檔開關(guān)分別為第一兩檔開關(guān)、第二兩檔開關(guān)、第三兩檔開關(guān)和第四兩檔開關(guān)，所述的三檔開關(guān)的公共端與鋰電池組正極連接，三檔開關(guān)的第一檔與光伏發(fā)電模塊連接，三檔開關(guān)的第二檔與市電充電器連接，所述的第一兩檔開關(guān)兩端分別與鋰電池組正極和逆變器正向輸入端相連，所述的第二兩檔開關(guān)兩端分別與鋰電池組正極和直流變換器正向輸入端相連，所述的第三兩檔開關(guān)兩端分別與鋰電池組正極和LED燈具正向輸入端相連，所述的第四兩檔開關(guān)的一端連接鋰電池組的負(fù)極，另一端連接光伏發(fā)電模塊輸出端的負(fù)極、市電充電器輸出端的負(fù)極、直流變換器輸入端的負(fù)極、逆變器輸入端的負(fù)極和電量顯示模塊的負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的電量顯示模塊包括兩個(gè)分壓電阻、一個(gè)基準(zhǔn)電壓源、若干比較器、一個(gè)譯碼器、若干驅(qū)動(dòng)器和若干發(fā)光二極管，所述的兩個(gè)分壓電阻串聯(lián)，一端連接鋰電池組正極，另一端連接第四兩檔開關(guān)，兩個(gè)分壓電阻的公共端連接比較器輸入端的負(fù)極，所述的基準(zhǔn)電壓源的基準(zhǔn)電壓輸出端連接比較器輸入端的正極，所述的比較器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和發(fā)光二極管依次連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的比較器設(shè)有2 10個(gè)，基準(zhǔn)電壓源設(shè)有與比較器數(shù)量相同的基準(zhǔn)電壓輸出端，分別連接各個(gè)比較器輸入端的正極，所述的驅(qū)動(dòng)器和發(fā)光二極管均設(shè)有2 10個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式太陽(yáng)能移動(dòng)照明系統(tǒng)，包括鋰電池組、電量顯示模塊、控制開關(guān)模塊、光伏發(fā)電模塊、市電充電器、逆變器、直流變換器和LED燈具，所述的鋰電池組連接電量顯示模塊，所述的光伏發(fā)電模塊通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的市電充電器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的逆變器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的直流變換器通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連，所述的LED燈具通過(guò)控制開關(guān)模塊與鋰電池組相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可廣泛用于戶外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和搶險(xiǎn)救災(zāi)、事故處理等工作現(xiàn)場(chǎng)，為相關(guān)工作電氣設(shè)備提供電源，同時(shí)體積小、重量輕，便攜性好，還具備現(xiàn)場(chǎng)就地及時(shí)充電功能。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK202274296SQ20112041433
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者余俊宏, 姚明, 徐穎晟, 李振海, 李爽, 楊佳華, 王志新, 邵崢達(dá) 申請(qǐng)人:上海市電力公司, 上海電力帶電作業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司