一種高可靠太陽能電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電及利用技術(shù)，特別是能通過太陽能電池給超級(jí)電容及蓄電池充電，并能實(shí)現(xiàn)全天候不間斷供電的太陽能電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，很多電子設(shè)備需要工作在無人地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)，而這些區(qū)域經(jīng)常會(huì)有電網(wǎng)不能輻射的地方，就需要一個(gè)獨(dú)立的電源裝置為電子設(shè)備持續(xù)供電。
[0003]風(fēng)能和太陽能都能為電子設(shè)備提供電源，但是由于太陽能施工簡單、價(jià)格便宜得到了更多的應(yīng)用。
[0004]目前，太陽能電源的壽命較低，可靠性較差，是普遍存在的現(xiàn)象。其原因主要有:鉛酸蓄電池壽命短。蓄電池的壽命和容量受到放電深度、充電放電循環(huán)次數(shù)、充電過程、環(huán)境溫度等因素的影響很大，一般不超過5年。尤其是深度放電后，電池電壓不會(huì)恢復(fù)，即使恢復(fù)，電池的容量也大大降低，很可能造成報(bào)廢。太陽能電源管理芯片效率低下，自身功耗相對偏高，不能更高效率的利用太陽能。太陽能電源一般都置于野外環(huán)境，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不容易掌握，尤其是蓄電池的維護(hù)不及時(shí)，容易出現(xiàn)故障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種高可靠太陽能電源裝置，使用太陽能電池板采集電源。使用超級(jí)電容作為主要儲(chǔ)能設(shè)備和主要供電設(shè)備，使用蓄電池輔助儲(chǔ)能和輔助供電設(shè)備，以盡量減少蓄電池的充放電次數(shù)，從而延長蓄電池使用壽命，提尚可靠性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型方案包括:一種高可靠太陽能電源裝置，其特征在于，包括太陽能電池板、控制模塊、電池、超級(jí)電容，所述的控制模塊包括單片機(jī)STM32L151RET6TR、供電電路、電池充電電路、電池放電電路、電容充電電路、電容放電電路、遠(yuǎn)程通信模塊、GPRS模塊、溫度檢測模塊、時(shí)鐘電路，所述的太陽能電池板通過供電電路分別與電池和超級(jí)電容連接，所述的電池分別通過電池充電電路和電池放電電路與單片機(jī)連接，所述的超級(jí)電容分別通過電容充電電路和電容放電電路與單片機(jī)連接，所述的遠(yuǎn)程通信模塊、GPRS模塊、溫度檢測模塊、時(shí)鐘電路分別連接到單片機(jī)上。
[0007]進(jìn)一步的，所述的供電電路包括太陽能供電電路、超級(jí)電容供電電路、電池供電電路，所述的太陽能供電電路包括二極管D2，二極管D2的正極連接太陽能電池板的輸出端，二極管D2負(fù)極連接12V的VCC端；所述的超級(jí)電容供電電路包括二極管D1、芯片U15、場效應(yīng)管Q12、電阻R53，二極管Dl正極分別接芯片U15第一引腳和超級(jí)電容輸出端，二極管Dl負(fù)極接場效應(yīng)管Q12源極，場效應(yīng)管Q12漏極接12V的VCC端，場效應(yīng)管Q12的柵極接芯片U15第五引腳，芯片U15的第二引腳和第三引腳接地，芯片U15的第六引腳接12V的VCC端，芯片U15的第四引腳通過電阻R53接12V的VCC端；所述的電池供電電路包括二極管D3、場效應(yīng)管Q1、芯片U5、電阻R52、芯片U4、電阻R93、電阻R9、電阻RlO，二極管D3正極分別接芯片U5第一引腳和電池，二極管D3負(fù)極接場效應(yīng)管Ql源極，場效應(yīng)管Ql漏極接12V的VCC端，場效應(yīng)管Ql的柵極接芯片U5第五引腳，芯片U5的第二引腳接地，芯片U5的第六引腳接12V的VCC端，芯片U5的第四引腳通過電阻R52接12V的VCC端，芯片U5的第三引腳接芯片U4第六引腳，芯片U4第六引腳通過電阻R93接電池，芯片U4第五引腳接電池，芯片U4第四引腳通過電阻R9接電池，芯片U4第四引腳通過電阻RlO接地。
[0008]優(yōu)選的，芯片U5和芯片U15均為電源路徑管理芯片。
[0009]優(yōu)選的，芯片U4為電壓比較器。
[0010]進(jìn)一步的，所述的電池充電電路包括充電芯片U1，充電芯片Ul的第一引腳連接二極管Dll負(fù)極，二極管Dll正極接太陽能電池板，二極管Dll負(fù)極通過電容ClO接地，電容C11、電容C12、電容C13、電容C14分別與電容ClO并聯(lián)，充電芯片Ul第二引腳分別接穩(wěn)壓二極管D5負(fù)極、電阻Rll —端、電阻R12 —端，穩(wěn)壓二極管D5正極接芯片Ul第三引腳，電阻Rll另一端分別接充電芯片Ul的第一引腳和第三引腳，電阻R12另一端接地，充電芯片Ul第六引腳接地，充電芯片Ul第七引腳分別接電阻R15 —端和電阻R14 —端，電阻R15另一端接地，電阻R14另一端接充電芯片Ul第九引腳，充電芯片Ul第九引腳接電池，充電芯片Ul的第十引腳通過電阻R13接電池，電池通過電容C108接地，電容C16、電容C17、電容C18、電容C19分別與電容C108并聯(lián)，充電芯片Ul第^^一引腳連接二極管D13負(fù)極，二極管D13正極接二極管D14正極，二極管D14負(fù)極接電池，充電芯片Ul第十二引腳分別接電容C15 一端、電感Lll 一端、二極管D12負(fù)極，電容C15另一端接充電芯片Ul第^^一引腳，電感Lll另一端接充電芯片Ul第十引腳，二極管D12正極接地，充電芯片Ul第十三引腳接地。
[0011]進(jìn)一步的，所述的超級(jí)電容充電電路包括充電芯片U2，充電芯片U2的第一引腳連接二極管D21負(fù)極，二極管D21正極接太陽能電池板，二極管D21負(fù)極通過電容C20接地，電容C21、電容C22、電容C23、電容C24分別與電容C20并聯(lián)，充電芯片U2第二引腳分別接穩(wěn)壓二極管D4負(fù)極、電阻R21 —端、電阻R22 —端，穩(wěn)壓二極管D4正極接BAT_TOCAP，電阻R21另一端分別接充電芯片U2的第一引腳和第三引腳，電阻R22另一端接地，充電芯片U2第六引腳接地，充電芯片U2第七引腳分別接電阻R25 —端和電阻R24 —端，電阻R25另一端接地，電阻R24另一端接充電芯片U2第九引腳，充電芯片U2第九引腳接超級(jí)電容，充電芯片U2的第十引腳通過電阻R23接超級(jí)電容，超級(jí)電容通過電容C109接地，電容C26、電容C27、電容C28、電容C29分別與電容C109并聯(lián)，充電芯片U2第^^一引腳連接二極管D23負(fù)極，二極管D23正極接二極管D24正極，二極管D24負(fù)極接超級(jí)電容，充電芯片U2第十二引腳分別接電容C25 —端、電感121 —端、二極管D22負(fù)極，電容C25另一端接充電芯片U2第i^一引腳，電感121另一端接充電芯片U2第十引腳，二極管D22正極接地，充電芯片U2第十三引腳接地。
[0012]進(jìn)一步的，所述的電池放電電路包括開關(guān)芯片U6，開關(guān)芯片U6第一引腳接地，開關(guān)芯片U6第二引腳分別接電阻R5 —端、電容C6 —端，電阻R5另一端分別接BAT_DISCHARGE和電阻R4 —端，電容C6另一端和電阻R4另一端均接地，開關(guān)芯片U6第三引腳接輸出插口，開關(guān)芯片U6第四引腳分別接ST_BAT_DIS和電阻R6 —端，電阻R6另一端接3.3V的VCC端，開關(guān)芯片U6的第五引腳、第六引腳、齊齊引腳和第八引腳串聯(lián)后，通過電阻R8接電池。
[0013]進(jìn)一步的，所述的超級(jí)電容放電電路包括放電芯片U3，放電芯片U3的第一引腳、第五引腳、第六引腳、第十引腳、第十一引腳、第十九引腳、第二十引腳、第二十一引腳接地，放電芯片U3的第二引腳分別接穩(wěn)壓二極管D6正極、電阻R32 —端、電阻R31 —端，穩(wěn)壓二極管D6負(fù)極接CAP_CLOSE，電阻R32另一端接地，電阻R31另一端接超級(jí)電容，放電芯片U3第三引腳分別接電感L3 —端和電容C31 —端，電感L3另一端接放電芯片U3第十八引腳，電容C31另一端接BST2，放電芯片U3第四引腳接12V輸出端，放電芯片U3第七引腳接電阻R34 —端，電阻R34另一端接電容C33 —端，電容C33另一端分別接放電芯片U3第八引腳、電阻R35 —端和電阻R36 —端，電阻