CN204046207U - 一种基于太阳能的追光式双电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于太阳能的追光式双电源系统，包括主控模块、蓄电池组模块、追光模块、切换模块、接口模块；所述基于太阳能的追光式双电源系统包括主控模块、蓄电池组模块、追光模块、切换模块、接口模块；主控模块与切换模块、追光模块相连；所述主控模块与所述追光模块、切换模块之间通过I\O口进行通信。本实用新型主要应用于对电源续航和切换不中断电等要求的场合。与现有技术相比，本实用新型能够对很大程度上，延长电源系统工作时间和寿命，增强整个电源系统续航能力，同时提高双电源系统切换过程、以及电源本身稳定性，有效的提高了外部设备工作上限，增强电源系统稳定性，可靠性好。

Description

一种基于太阳能的追光式双电源系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能充电技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的追光式双电源系统。 

背景技术

太阳能作为洁净、可再生的新能源，一直是解决电源系统工作时间受限的热门技术。目前，太阳能电池的应用，多将太阳能电池板固定排列，只能在某一时刻接收最大的光强照射，采光效率低下。同时，现有应用太阳能的外部设备大多配置基于太阳能充电的单一蓄电池的电源系统，这种电源系统能提高外部设备的工作时限，但是无法应对多变的天气和突发状况，如持续阴雨等没有阳光的天气或者地方，无线网络节点将无法工作。 

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种基于太阳能的追光式双电源系统，该系统通过检测蓄电池组的工作电压，在其中一组出现电压低于额定输出电压时，切换模块自动在不中断欠压蓄电池工作的情况下，启动另外一组蓄电池供电，再中断欠压蓄电池组，同时由主控模块控制追光模块启动，开始给欠压蓄电池组充电；追光模块在感光装置的引导下，自动调节太阳能电池的角度，以获取更强的光照。 

发明内容

为了克服现有太阳能电源在电池切换、电源不稳定和整个电源系统续航能力方面的问题，本实用新型提供一种基于太阳能的追光式双电源系统，该系统不仅能够提高电池切换过程和电源本身稳定性，而且很大程度上增强电源系统的续航能力。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于太阳能的追光式双电源系统，包括主控模块、蓄电池组模块、追光模块、切换模块、接口模块；所述主控模块在系统中作为控制使用，与所述切换系统、追光模块相连，通过I\O口与所述切换系统、追光模块完成控制指令的传输；所述切换模块在系统中切换不同蓄电池的工作状态，除了通过主控模块MCU的I\O与主控模块相连，在系统中还与接口模块相连；所述的接口模块与切换模块相连，受切换模块控制，为外部设备提供不间断的电源供应。所述的追光模块与主控模块、蓄电池组模块相连，接收主控模块控制指令，启动或停止追光系统，控制达到要求的光照时的太阳能电池角度。 

所述主控模块包括MCU模块、电源模块、控制端口模块。所述主控模块上的MCU模块分别与所述主控模块上的电源模块、控制端口模块相连接；所述的控制端口模块，提供I\O口组成控制端口，实现对追光系统和切换系统的控制。 

所述蓄电池组包括两组蓄电池，蓄电池组1、蓄电池组2，每组蓄电池之间相互独立，均与切换系统、追光系统相连。 

所述追光系统包括电机驱动模块、充电电路模块和检测模块。所述的检测模块分别与充电电路模块、电机驱动模块相连。所述的检测模块采用运算放大器构成电压检测单元，由稳压管组成电压阈值，在电压降低时，电路自动驱动电机驱动模块，使得横向电机和纵向电机工作，调整太阳能电池与地面的角度，接收更强的光照，实现追踪太阳光照的功能，产生稳点相对电压后，经由充电电路模块的降压、整理处理，为欠压蓄电池组充电。 

所述的切换模块包括充电管理模块、双电源切换管理模块和电压转换模块。所述切换模块中的双电源切换管理模块分别与充电管理模块、电压转换模块相连。在本实用新型中，在进行电源切换时，总是先启动闲置的蓄电池组，再关闭正在为系统供电的蓄电池组，保证系统不会出现掉电。所述的充电管理模块，在欠压蓄电池组被关闭后，接收来自主控模块的指令，开始为欠压蓄电池组充电。 

所述的接口模块，受切换模块控制，为外部设备提供稳定的电压输出，并提供接地端。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下： 

1、本实用新型采用双电源切换工作方式，大大提高了电源系统的工作寿命，同时，本实用新型的切换方式稳定，增强了电源系统供电的稳定性。

2、本系统实用新型采用太阳能充电技术和追光技术，提高了太阳能的利用效率，增强了电源系统应对多变复杂环境的能力，扩大了设备的使用范围，更有利于设备的推广使用。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图； 

图2为本实用新型主控模块结构示意图；

图3为本实用新型切换模块结构示意图；

图4为本实用新型追光模块结构示意图；

图5为本实用新型充电电路模块原理图；

图6为本实用新型检测模块电路原理图；

图7为本实用新型充电管理模块电路原理图；

图8为本实用新型双电源切换管理模块电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。 

如图1至4所示，本实施例提供一种基于太阳能的追光式双电源系统，包括主控模块、蓄电池组模块、追光模块、切换模块、接口模块。在主控模块中，包括电源模块、MCU模块和控制端口模块。在主控模块中，MCU模块分别与电源模块、控制端口模块连接。所述的电源模块，由蓄电池组模块中两组蓄电池提供电力。所述主控模块中的MCU模块，提供相应的接口，构成所述的控制端口模块，实现对追光模块和切换模块的检测和控制。 

本实施例中，蓄电池组模块包括两组蓄电池，同一组蓄电池只能工作在充电和供电其中一种状态。在本实施例中，蓄电池组模块与追光模块、切换模块相连。 

本实施例中，如图5所示的充电电路模块采用芯片U1，其型号为美国UNITRODE公司生产的专业电池充电控制器UC3906。如图5所示的充电电路，将太阳能电池板所产生的电流，通过稳压、整流后，形成稳定的充电电流，对蓄电池组进行充电。 

本实施例中，如图6所示检测模块电路原理图，采用运算放大器组成电压比较器，同时由稳压器组成稳定的电源供电电压阈值，对蓄电池组形成稳定的电压检测。在两组蓄电池均是充足电压时，由与非门所传输的充电信号为低电平，后续充电电路不会启动；否则，两组蓄电池中有一组电压欠压都会产生高电平充电信号，同时会有相应的电池欠压信号，传输至后续电路。 

本实施例中，如图7所示的充电管理模块电路原理图，由运算放大器构成的电压比较器，实现对电池状态信号的检测，并对不同信号做出不同反应。在两组蓄电池均为充足电压时，电压比较器不触发，后面的三极管开关不导通；反之，其中一组蓄电池欠压会导致相应的三极管电路导通，充电电流进入蓄电池充电，实现对蓄电池充电的控制。 

本实施例中，如图8所示的双电源切换管理模块，由光电耦合器构成的驱动电路，在两组蓄电池中一组出现欠压时，驱动电路会启动另外一组蓄电池，为外部设备供电。 

本实施例中，所述的双电源切换管理模块，采用光电耦合器构成驱动电路，隔离了前后电路电源之间的互相干扰。在完成双电源短暂同时供电后，由所述的主控模块中MCU模块，发出控制指令，中相应欠压蓄电池组的输出行为，并进入充电模式。 

上述结合附图对本实用新例进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进或等同替换，或未经改进直接用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种基于太阳能的追光式双电源系统，其特征在于：所述基于太阳能的追光式双电源系统包括主控模块、蓄电池组模块、追光模块、切换模块、接口模块；主控模块与切换模块、追光模块相连；所述主控模块与所述追光模块、切换模块之间通过I\O口进行通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的追光式双电源系统，其特征在于：所述主控模块包括MCU模块、电源模块、控制端口模块，所述主控模块上的MCU模块分别与所述主控模块上的电源模块、控制端口模块相连接；所述电源模块由所述蓄电池组模块供电；所述MCU模块提供相应接口组成所述控制端口模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的追光式双电源系统，其特征在于：所述蓄电池组包括两组蓄电池，蓄电池组1、蓄电池组2，每组蓄电池之间相互独立，均与切换系统、追光系统相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的追光式双电源系统，其特征在于：所述追光系统包括电机驱动模块、充电电路模块和检测模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的追光式双电源系统，其特征在于：所述的切换模块包括充电管理模块、双电源切换管理模块和电压转换模块。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的一种基于太阳能的追光式双电源系统，其特征在于：所述电压比较器由集成运算放大器构成。