CN201222703Y - 一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，包括至少一覆盖式光电电池板，遮罩在显示屏或光源前周边；一积存储能单元连接在覆盖式光电电池板和充电管理模块之间，所述充电管理模块通过至少一个开关器件组连接蓄电池或用户设备。所述覆盖式光电电池板包括平面透明光电电池板、围绕型光电电池板。所述平面透明光电电池板位于显示屏或光源前方；所述围绕型光电电池板包围光源周边。在基本上不影响使用者的照明需要的同时，本实用新型能够将浪费的光能回收一部分，或将回收的能量储存于蓄电池中，或在回收过程中对用户设备进行充电，达到节约能源之目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池光电转换装置，特别涉及将照明灯或显示器的多余光能量转换为电能储存，并加以利用的装置。
背景技术
目前已经有透明的太阳能电池问世，日本东芝公司已公布：首次在世界上开发出一种透明的新一代轻量太阳能电池。
据悉，与普通黑色太阳能电池相比，该新型电池不仅不易损坏，还可以节省三分之一到二分之一的制造成本。要是安装在笔记本电脑或手机上使用的话，只需借助太阳光就可完成充电，极为简单方便。
有关方面预计，作为清洁能源的一种，此种轻量太阳能电池的开发成功扩大了太阳能电池的使用范围，将会受到人们的普遍欢迎。
再有，日本产业技术综合研究所也公开了自己开发出透明太阳能电池的信息。并公开了该产品的原理：以往的太阳能电池主要利用可见光和红外光来发电，典型的非晶硅发电效率大约为7％。而日产综研的太阳能电池利用紫外光发电，可见光照样通过，不影响人们的视线。
再一项背景技术：中国发明专利01129013所公开的名为“透明导电膜前电极晶体硅太阳能电池”的技术方案，方案的核心是：用透明导电薄膜作前电极，来代替栅状前电极及减反射层。本发明的透明导电膜前电极是迭层结构，即先在已形成n-p结的硅基底上，制作厚度小于100nm的高电阻透明导电膜，然后按电导和减反射的要求制作厚度大于150nm的高电导透明导电膜。可使转换效率提高25-35％。制作成本比现有技术有所降低。
目前人们的日常生活中，照明灯以及各种设备的显示屏将大量的电力浪费在无用的发光或显示上。在能源日见紧张的当代，如何回收这一部分电能是一个必要的课题。
本实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型提出一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，解决照明灯以及各种设备的显示屏将大量的电力浪费在无用的发光或显示上的问题，将这一部分能源回收，再加利用。
为了解决上述目的，本实用新型通过采用以下技术方案来实现：
设计制造一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，包括：
至少一覆盖式光电电池板，遮罩在显示屏或光源前周边；
一积存储能单元连接在覆盖式光电电池板和充电管理模块之间，所述充电管理模块通过至少一个开关器件组连接蓄电池或用户设备。
所述覆盖式光电电池板包括平面透明光电电池板、围绕型光电电池板，所述平面透明光电电池板位于显示屏或光源前方；所述围绕型光电电池板包围光源周边。
所述平面透明光电电池板在透明基板中安装复数个透明光电电池单元，多个透明光电电池单元的正极和负极由设置在透明基板中的透明导线最终连接于正极端子和负极端子。
所述积存储能单元包括由超级电容组成的超级电容组，所述超级电容组通过一二极管D1连接光电电池的正极端子和负极端子。
所述充电管理模块包括主控单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元；
所述第一电压检测单元的一个输入端连接超级电容组的输出端，第一电压检测单元的输出端连接第一开关器件组的控制端；
所述第二电压检测单元的一个输入端连接用户设备，第二电压检测单元的输出端连接第二开关器件组的控制端。
所述开关器件包括继电器、晶体管和集成开关器件，所述第一开关器件组的一个执行端选通连接蓄电池或超级电容组接入充电管理模块。
所述第二开关器件组的一个以上执行端选通连接蓄电池或用户设备。
所述主控单元包括CN3063、单片机电路，所述单片机电路中包括A/D转换器、单片机芯片和逆变器。
所述用户设备包括手机电池以及众多的电器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在基本上不影响使用者的照明需要的同时，本实用新型能够将浪费的光能回收一部分，或将回收的能量储存于蓄电池中，或在回收过程中对用户设备进行充电或间断性的供电。在多个照明点同时使用本实用新型进行能源回收，众多的蓄电池就可以输出可观的电能去驱动较大的设备运转，达到了节约能源的目的。
附图说明
图1是本实用新型一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置在照明灯上的使用示意图；
图2是本实用新型一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置中围绕型光电电池单元的示意图；
图3是本实用新型一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置中围绕型光电电池板展开的示意图；
图4是本实用新型一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置在显示屏前使用的示意图；
图5是本实用新型一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置中平面透明光电电池板的结构示意图；
图6是本实用新型一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置中充电管理模块周边电路的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图1～图6所示，设计制造一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，包括：
至少一覆盖式光电电池板，遮罩在显示屏70或光源10前周边；
一积存储能单元连接在覆盖式光电电池板和充电管理模块之间，所述充电管理模块通过至少一个开关器件组连接蓄电池80或用户设备。
所述覆盖式光电电池板包括平面透明光电电池板30、围绕型光电电池板20，所述平面透明光电电池板30位于显示屏或光源前方；所述围绕型光电电池板20包围光源周边。
图2、图3中，多个光电电池单元40被制备到围绕型光电电池板20的内面，光电电池单元40包括电池基片42还可以包括其上的红外线反射层41。
如图5所示，所述平面透明光电电池板30在透明基板31中安装复数个透明光电电池单元32，多个透明光电电池单元32的正极和负极由设置在透明基板31中的透明导线33最终连接于正极端子34和负极端子35。
最佳的，如图6所示，所述积存储能单元包括由超级电容组成的超级电容组50，所述超级电容组50通过一二极管D1连接光电电池的正极端子34和负极端子35。
设置二极管D1的目的是防止电流回流到覆盖式光电电池板。
所述充电管理模块包括主控单元U1、第一电压检测单元61、第二电压检测单元62。
如图6所示，本实用新型的第一实施例中，所述第一电压检测单元61的一个输入端连接超级电容组50的输出端，第一电压检测单元61的输出端连接第一开关器件组的控制端。
所述第一电压检测单元61的再一个输入端连接用户设备，也就是图6中的手机充电器座90，用来检测是否有手机91插入，如果有手机91插入，第一电压检测单元61检测到这个信号，再判断覆盖式光电电池板输入到超级电容组50的电能是否够用，也就是判断超级电容组50的输出电压够不够高，如果够高，第一电压检测单元61驱动继电器J1动作，将连接超级电容组50为用户设备充电或供电。
所述超级电容组50由一只以上的超级电容串联后再并联组成。
超级电容组50容量大小根据使用情况搭配。
所述第二电压检测单元62的一个输入端连接用户设备，第二电压检测单元62的输出端连接第二开关器件组的控制端。
所述开关器件组包括继电器、晶体管和集成开关器件，所述第一开关器件组的一个执行端选通连接蓄电池或超级电容组50接入充电管理模块。
所述第二开关器件组的一个以上执行端选通连接蓄电池或用户设备。
所述主控单元U1包括CN3063、单片机电路，所述单片机电路中包括A/D转换器、单片机芯片和逆变器。
本实用新型在第一实施例中使用CN3063，CN3063是专门为利用太阳能电池等输出电流能力有限的输入电压源对单节锂电池进行充电管理的芯片，芯片内部的功率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。充电电流可以用外部电阻编程设定，最大持续充电电流可达500mA，不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。
CN3063内部集成有8位模拟-数字转换电路，能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，用户不需要考虑最坏情况，可根据输入电压源的最大电流输出能力设置充电电流，最大限度地利用了输入电压源的电流输出能力，非常适合利用太阳能电池等输出电流有限的电压源供电的锂电池充电应用。
CN3063包含两个漏极开路输出的状态指示输出端，充电状态指示端和充电结束指示输出端。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过115℃时自动降低充电电流，这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力，不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。这样，用户在设计充电电流时，可以不用考虑最坏情况，而只是根据典型情况进行设计就可以了，因为在最坏情况下，CN3063会自动减小充电电流。
当超级电容组50输入电压大于低电压检测阈值和电池端电压时CN3063开始对电池充电。如果电池检测输入端的电压低于3V，充电器用小电流对电池进行预充电。
当电池检测输入端的电压超过3V时，充电器采用恒流模式对电池充电。当电池电压检测输入端FB的电压接近电池端调制电压时，充电电流逐渐减小，CN3063进入恒压充电模式。当电池输入电压大于4.45V，并且充电电流减小到充电结束阈值时，充电结束。
如图6所示，调整恒压充电电压为6V时，就可以为蓄电池80充电。具体方法为：
将图6中的电阻R1连接CN3063的第8脚FB，那么在蓄电池80电池的正极电压V+为：
V+＝4.2+3.04×10-6×R1
其中，V+的单位是伏特
R1的单位是欧姆
图6中，第一实施例开关器件组采用继电器，当然也可以采用晶体管、场效应晶体管。
第一开关器件组采用继电器后，继电器J1的执行端J1-1分别连接CN3063的VIN端，蓄电池80的VCC端，也就是蓄电池的正极，以及超级电容组50的正极。
第二开关器件组采用继电器后，继电器J2的执行端J2-1、J2-2、J2-3分别如图连接，选择是连接蓄电池80，还是连接手机充电器座90。
本实用新型的第二实施例(图中未示出)中，开关器件组仍然可以采用继电器，当然也可以采用晶体管、场效应晶体管。
本实用新型的第二实施例中，主控单元U1选用单片机电路，所述单片机电路中包括A/D转换器、单片机芯片和逆变器。此时蓄电池80可以在6V～24V间选择。
此时蓄电池80可以经过逆变器和转换器直接输出电能到用户设备，或是将多个蓄电池80一同输出，驱动功率较大的设备。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，基于显示屏或光源，
其特征在于，所述装置包括：
至少一覆盖式光电电池板，遮罩在显示屏或光源前周边；
一积存储能单元连接在覆盖式光电电池板和充电管理模块之间，所述充电管理模块通过至少一个开关器件组连接蓄电池或用户设备。
2.根据权利要求1所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述覆盖式光电电池板包括平面透明光电电池板(30)、围绕型光电电池板(20)，所述平面透明光电电池板(30)位于显示屏或光源前方；所述围绕型光电电池板(20)包围光源周边。
3.根据权利要求2所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述平面透明光电电池板(30)在透明基板(31)中安装复数个透明光电电池单元(32)，多个透明光电电池单元(32)的正极和负极由设置在透明基板(31)中的透明导线(33)最终连接于正极端子(34)和负极端子(35)。
4.根据权利要求1所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述积存储能单元包括由超级电容组成的超级电容组(50)，
所述超级电容组(50)通过一二极管D1连接光电电池的正极端子(34)和负极端子(35)。
5.根据权利要求1所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述充电管理模块包括主控单元U1、第一电压检测单元(61)、第二电压检测单元(62)；
所述第一电压检测单元(61)的一个输入端连接超级电容组(50)的输出端，第一电压检测单元(61)的输出端连接第一开关器件组的控制端；
所述第二电压检测单元(62)的一个输入端连接用户设备，第二电压检测单元(62)的输出端连接第二开关器件组的控制端。
6.根据权利要求1或5所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述开关器件组包括继电器、晶体管和集成开关器件，所述第一开关器件组的一个执行端选通连接蓄电池或超级电容组(50)接入充电管理模块；
所述第二开关器件组的一个以上执行端选通连接蓄电池或用户设备。
7.根据权利要求5所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述主控单元U1包括CN3063、单片机电路，所述单片机电路中包括A/D转换器、单片机芯片和逆变器。
8.根据权利要求6所述的一种显示屏或光源的光电转换能源再生装置，其特征在于：
所述超级电容组(50)由一只以上的超级电容串联后再并联组成。
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