CN101886866B - 一种太阳能半导体冰箱 - Google Patents

Abstract

一种太阳能半导体冰箱，包括半导体制冷装置、太阳能电池板，其中：还包括太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置，该太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置的输入端连接太阳能电池板的电能输出端，该太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置的输出端连接所述半导体制冷装置的供电输入端；通过太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置将太阳能电池板的输出电能降压、稳压、恒流处理后直接对半导体制冷装置供电，不采用蓄电池，结构更简单、重量轻、体积小；此外，还设置有市电切换控制单元、电流取样模块，由电流取样模块的取样信号来控制市电切换控制单元是否将市电电源与半导体制冷装置供电端之间连通，控制市电电源与太阳能对半导体制冷装置双供电。

Description

一种太阳能半导体冰箱

技术领域

本发明涉及一种不需要蓄电池的太阳能半导体冰箱。

背景技术

目前，半导体制冷冰箱现在逐步推广，它以其节能环保、无噪音等优点逐步替代部分传统冰箱，而由太阳能驱动的半导体制冷系统，结构紧凑，携带方便，使用维护简单，安全性能好，与一般的机械制冷相比，它不需要泵，压缩机等运动部件，因此不存在磨损和噪声，它不需要制冷剂，因此不会产生环境污染，也省去了复杂的传输管路，这些无司比拟的优点值得应用与发展。

现在半导体冰箱已经逐步推入市场，但太阳能半导体冰箱产品市面上鲜有见闻，多以论文、概念型产品为主，如中国专利01239142.5公布了一种太阳能半导体冰箱，包括太阳能电池板、蓄电池、控制器、半导体制冷装置，有几个方面因素制约：1.按照一般思维，太阳能半导体冰箱一般要有太阳能电池板、蓄电池、供电控制器、半导体制冷装置等部分组成，体积大、重量重，需要经常维护；2.由于太阳能电池板的特性决定了太阳能电池板必须在太阳照射下才能正常工作，所以太阳能半导体冰箱必须工作在太阳照射环境，工作地点受到限制；3.太阳能电池板必须在太阳照射下才能正常工作，晚上不能发电，要想保证太阳能半导体冰箱24小时工作就必须增加储能单元和增大太阳能电池板功率，为了抵消能量存储和释放的损耗，要再次增大太阳能电池板功率，以上几个原因直接导致产品制作程序和产品成本增加；4.同样的制冷效率由于增加储能单元和增大太阳能电池板功率使得产品的重量和体积增大；5.储能单元考虑到成本因素，多以铅酸蓄电池为主，而铅酸蓄电池使用寿命与太阳能电池板相比短，需要定期更换，增大后续维护资金投入等。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要蓄电池的太阳能半导体冰箱，结构简单、重量轻、体积小，不需要经常维护。

一种太阳能半导体冰箱，包括半导体制冷装置、太阳能电池板，其中，还包括太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置，该太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置的输入端连接太阳能电池板的电能输出端，该太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置的输出端连接所述半导体制冷装置的供电输入端；所述的太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置包括太阳能降压、稳压模块、恒流模块，该太阳能降压、稳压模块的输入端连接太阳能电池板的电能输出端，该恒流模块的输出端连接所述半导体制冷装置的供电输入端；所述的太阳能半导体冰箱还包括市电切换控制单元、市电供电处理模块，所述的太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置还包括电流取样模块，该电流取样模块的输入端连接该太阳能降压、稳压模块的输出端，该电流取样模块的第一输出端连接所述恒流模块的输入端，该电流取样模块的第二输出端连接该市电切换控制单元的控制信号输入端，该市电切换控制单元的市电供电输入端用于连接于市电电源，该市电切换控制单元的输出端连接所述市电供电处理模块的输入端，市电供电处理模块的输出端连接半导体制冷装置的供电输入端。

所述的太阳能半导体冰箱，其中，所述的太阳能降压、稳压模块包括一降压稳流芯片，该降压稳流芯片的输入端连接所述太阳能电池板的输出端，该降压稳流芯片的输出端用于连接所述电流取样模块的输入端。

所述的太阳能半导体冰箱，其中，所述的电流取样模块包括取样电阻，该取样电阻的一端用于连接所述降压稳流芯片的输出端，该取样电阻的另一端用于连接所述恒流模块的输入端；所述的市电切换控制单元包括一开关三极管、继电器，该开关三极管的基极、发射极分别对应连接在所述取样电阻的两连接端，该开关三极管的集电极用于连接所述继电器的线圈，该继电器的常闭接点串接在市电电源与所述市电供电处理模块输入端之间的连接线路上。

所述的太阳能半导体冰箱，其中，所述的降压稳流芯片采用的型号为MP8666。

本发明采用上述技术方案将达到如下的技术效果：

本发明的太阳能半导体冰箱，通过太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置将太阳能电池板的输出电能降压、稳压、恒流处理后直接对半导体制冷装置供电，不采用蓄电池，结构更简单、重量轻、体积小；在该太阳能半导体冰箱供电系统上设置市电切换控制单元，所述的太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置包括电流取样模块，由电流取样模块的取样信号来控制市电切换控制单元是否将市电电源与半导体制冷装置供电端之间连通，如此，当太阳能足以对该半导体冰箱的半导体制冷装置供电时，市电切换控制单元断开市电电源与半导体制冷装置供电端之间的连接线路，当太阳能减弱或没有时，不足以对该半导体冰箱的半导体制冷装置供电，市电切换控制单元接通市电电源与半导体制冷装置供电端之间的连接线路，如此，即可不间断对半导体制冷装置供电。如上可见，本发明的太阳能半导体冰箱，相比现有技术中的太阳能半导体冰箱，不需要蓄电池，结构更加简单，功率相同时，重量更轻、体积更小。

附图说明

图1为本发明太阳能半导体冰箱中太阳能供电线路、市电供电线路与市电切换控制单元的连接结构示意图；

图2为图1所示太阳能半导体冰箱中太阳能供电线路、市电供电线路与市电切换控制单元的一种电路原理图。

具体实施方式

一种太阳能半导体冰箱，包括半导体制冷装置5、太阳能电池板2，其中，还包括太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置、市电切换控制单元D、市电供电处理模块4，如图1所示，所述的太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置包括太阳能降压、稳压模块A、电流取样模块B、恒流模块C，该太阳能降压、稳压模块A的输入端连接太阳能电池板2的电能输出端，该太阳能降压、稳压模块的输出端连接电流取样模块B的输入端，该电流取样模块B的第一输出端连接所述恒流模块C的输入端，该电流取样模块B的第二输出端连接所述市电切换控制单元D的控制信号输入端，该市电切换控制单元D的市电供电输入端用于连接于市电电源1，该市电切换控制单元D的输出端连接所述半导体制冷装置5的供电输入端。

图2为图1所示太阳能半导体冰箱中太阳能供电线路、市电供电线路与市电切换控制单元的一种电路原理图，所述的太阳能降压、稳压模块包括一降压稳流芯片U1(采用的型号为MP8666)，所述的电流取样模块包括取样电阻R5，所述的市电切换控制单元包括一PNP型开关三极管Q1、继电器K1；该降压稳流芯片U1的输入端8脚与接插件J1之间连接有一稳压滤波电容C1，该接插件J1用于连接所述太阳能电池板的输出端，该降压稳流芯片U1的输出端1脚通过滤波电感L1、稳压电容C4连接所述取样电阻R5的一端，该取样电阻R5的另一端连接所述恒流模块中稳压稳流器U2(采用的型号为LM138)的输入端2脚，该恒流模块由一稳压稳流器U2、限流电阻R10串接构成，限流电阻R10的输出端通过一整流二极管D6连接接插件J2，该接插件J2用于连接所述半导体制冷装置的供电输入端；所述的市电切换控制单元包括一PNP型开关三极管Q1(采用的型号为9012)、继电器K1、限流电阻R11、发光二极管D2，该开关三极管Q1的基极、发射极分别对应连接在所述取样电阻R5的两连接端，该开关三极管Q1的集电极通过限流电阻R11、发光二极管D2连接所述继电器K1的线圈，该继电器K1的常闭接点串接在市电电源连接插头J3与所述市电供电处理模块输入端连接插件J4之间的连接线路上。市电供电处理模块已在半导体冰箱上成熟应用，这里不再赘述；降压稳流芯片U1的第7管脚是使能端，大于2.0V时降压稳流芯片U1工作，电阻R3、发光二极管D1串接构成太阳能供电指示电路，电阻R3的另一端连接于接插件J1与降压稳流芯片U1的输入端8脚之间，发光二极管D1的正极连接降压稳流芯片U1的第7管脚，太阳能电池板的供电信号经电阻R3降压处理后送至降压稳流芯片U1的第7管脚，使降压稳流芯片U1工作。降压稳流芯片U1的第3管脚是第4管脚的驱动偏置电源。降压稳流芯片U1的第5管脚是接地端。降压稳流芯片U1的第6管脚是参考电压输出端，连接于电阻R1、R2的中间节点，电阻R1的输入端通过电感L1连接降压稳流芯片U1的输出端第1管脚，电阻R2的输出端接地，选择电阻R1、R2的阻值可以调节降压稳流芯片U1的第1管脚输出电压；降压稳流芯片U1的第4管脚和场效应管M1构成降压稳流芯片U1的输出稳压线路，当降压稳流芯片U1的第8管脚输入电压增加时，降压稳流芯片U1的第4管脚有高电压输出，场效应管M1导通，将降压稳流芯片U1的第1管脚输出的增加电量接地起到稳压目的。当降压稳流芯片U1的输出电压与输入电压的比值＞65％时，稳压器D7的输出端输出的5V电压通过整流二极管D5整流处理后接入降压稳流芯片U1的第2管脚，稳压器D7采用型号为7805，其输入端连接于通过一分压电阻R4连接于滤波电感L1的输出端，滤波电感L1的输入端连接降压稳流芯片U1的输出端第1管脚；降压稳流芯片U1的第2管脚和降压稳流芯片U1的第1管脚接一个电解电容C3增加线路稳定性；当取样电阻R5两端的电压≥0.7V时，开关三极管Q1的发射极和集电极电路导通，发光二极管D2发亮，继电器K1得电，其常闭触点断开，也就断开了市电220V交流电插头J3的输入；电容C10一端接地、另一端连接稳压稳流器U2的输入端，用于起稳压作用。稳压稳流器U2、电阻R10组成的恒流模块，通过控制电阻R10的阻值，调节流过的电流大小；电阻R7、发光二极管D3的串联电路连接于电阻R10的输出端与地之间，用于显示太阳能供电状况。整流二极管D6使线路输出从D6的正极到负极单向导通电压，防止市电供电时对太阳能供电线路造成影响。电解电容C5起到稳压作用。

A)当太阳辐射足够强时，太阳能电池板2输出电功率足够大，太阳能电池板2的输出电能通过太阳能降压、稳压模块A降压调节到12V左右。太阳能降压、稳压模块A的输出再经过电流取样模块B、恒流模块C、市电切换控制模块D，恒流模块C的输出足以对半导体冰箱的半导体制冷装置供电，不需要市电供电；同时电流取样模块B的取样输出送到市电切换控制模块D，驱动市电切换控制模块D断开市电电源与市电供电处理模块4之间的连接。

B)太阳辐射弱时，太阳能电池板2输出电功率小，太阳能电池板2的输出连接太阳能降压、稳压模块A，太阳能降压、稳压模块A将太阳能电池板2的输出电压调节到12V左右，太阳能降压、稳压模块A的输出连接到电流取样模块B，电流取样模块B取太阳能降压、稳压模块A的输出电流，电流取样模块B连接恒流模块C和市电切换控制模块D，恒流模块C使用恒流线路，市电切换控制模块D通过判断取样模块B中取样的大小，这时电流取样模块B中的取样不足以控制市电切换控制模块D工作，市电切换控制模块D维持市电(220V交流电)对市电供电处理模块4的供电，市电供电处理模块4将市电(220V交流电)输入1经过降压、整流、滤波后为半导体制冷装置5供电，半导体冰箱工作。而同时流过电流取样模块B的电流经过恒流模块C后为半导体制冷装置5供电。这时太阳能提供的电能是可以分担市电供电的压力。

C)当没有太阳辐射时，太阳能电池板2没有输出，几乎没有电路流过电流取样模块B，电流取样模块B无法使市电切换控制模块D工作，市电切换控制模块不能工作，市电切换控制模块D维持市电(220V交流电)对市电供电处理模块4的供电，市电供电处理模块4将市电(220V交流电)输入经过降压、整流、滤波后为半导体制冷装置5单独供电，半导体冰箱工作。

Claims (4)

1.一种太阳能半导体冰箱，包括半导体制冷装置、太阳能电池板，其特征在于：还包括太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置，该太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置的输入端连接太阳能电池板的电能输出端，该太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置的输出端连接所述半导体制冷装置的供电输入端；所述的太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置包括太阳能降压、稳压模块、恒流模块，该太阳能降压、稳压模块的输入端连接太阳能电池板的电能输出端，该恒流模块的输出端连接所述半导体制冷装置的供电输入端；所述太阳能半导体冰箱还包括市电切换控制单元、市电供电处理模块，所述的太阳能电池板输出电能降压、稳压、恒流装置还包括电流取样模块，该电流取样模块的输入端连接该太阳能降压、稳压模块的输出端，该电流取样模块的第一输出端连接所述恒流模块的输入端，该电流取样模块的第二输出端连接该市电切换控制单元的控制信号输入端，该市电切换控制单元的市电供电输入端用于连接于市电电源，该市电切换控制单元的输出端连接所述市电供电处理模块的输入端，市电供电处理模块的输出端连接半导体制冷装置的供电输入端。

2.如权利要求1所述的太阳能半导体冰箱，其特征在于：所述的太阳能降压、稳压模块包括一降压稳流芯片，该降压稳流芯片的输入端连接所述太阳能电池板的输出端，该降压稳流芯片的输出端用于连接所述电流取样模块的输入端。

3.如权利要求2所述的太阳能半导体冰箱，其特征在于：所述的电流取样模块包括取样电阻，该取样电阻的一端用于连接所述降压稳流芯片的输出端，该取样电阻的另一端用于连接所述恒流模块的输入端；所述的市电切换控制单元包括一开关三极管、继电器，该开关三极管的基极、发射极分别对应连接在所述取样电阻的两连接端，该开关三极管的集电极用于连接所述继电器的线圈，该继电器的常闭接点串接在市电电源与所述市电供电处理模块的输入端之间的连接线路上。

4.如权利要求2或3所述的太阳能半导体冰箱，其特征在于：所述的降压稳流芯片采用的型号为MP8666。

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