CN218276121U - 一种环保节能智慧型取电供应设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环保节能智慧型取电供应设备，包括MCU控制模块、交流AC/DC输出模块、充电控制模块、太阳能板、太阳能充电管理模块、总开关、DC/AC逆变器、放电控制模块、待充电设备和反接检测保护电路；所述太阳能板连接太阳能充电管理模块，本实用新型可以充分利用光伏电能对所有外接口产品进行充电，也可以支持任何随身的用电设备进行充放电，转换效率高，该装置设计成可支持多种单元的电压接口方式，如对于输入不同的电压等级进行充电放电智能控制管理，充分发挥设备的优势，使市面上的电单车/滑板车等采用不同电压等级的电池可以得到充分使用。方便灵活应用。达到高效节能的目的。

Description

一种环保节能智慧型取电供应设备

技术领域

本实用新型涉及节能技术领域，具体是一种环保节能智慧型取电供应设备。

背景技术

随着城市的生活水平的提高、节奏的加快，人们在工作之余户外娱乐已悄然进入了每个家庭，其中各种小型的运动装备及功率电器也被逐步丰富起来，如电单车、滑板车、户外照明工具、各种手机、笔记本等小电器是每个人日常生活中的刚需用品。我国是人口大国，在发展经济的同时，注重身体素质的提高，户外运动也作为许多年轻人的选项，电单车、电动滑板车也深受广大人民的喜欢。它主要是电能的载体，在它的基础上能量被充分的利用化，作为节能减排也是一项不可被忽视的重要指标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种环保节能智慧型取电供应设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种环保节能智慧型取电供应设备，包括MCU控制模块、交流AC/DC输出模块、充电控制模块、太阳能板、太阳能充电管理模块、总开关、DC/AC逆变器、放电控制模块、待充电设备和反接检测保护电路；所述太阳能板连接太阳能充电管理模块，太阳能充电管理模块还分别连接充电控制模块、放电控制模块和总开关，充电控制模块还连接交流AC/DC输出模块，交流AC/DC输出模块还分别连接市电电压、MCU控制模块、DC/AC逆变器、第一交流输出端和第二交流输出端，总开关还分别连接待充电设备和反接检测保护电路，MCU控制模块还连接充电控制模块、放电控制模块、第一交流输出端、第二交流输出端、DC/AC逆变器和DC/DC降压电路，DC/DC降压电路上连接有快充协议模块和放电接口装置。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述MCU控制模块上连接有选择按键K1和功能按键K2。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述太阳能充电管理模块上连接有LDO模块。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述待充电设备为18-48VA的电动车或滑板车。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述MCU控制模块上还连接有显示屏、4G/5G模块、GPS模块和蓝牙模块。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述充电控制模块由三极管Q1和继电器RLY1串联组成，三极管Q1的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO1。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述总开关由三极管Q5和继电器RLY5串联组成，三极管Q5的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO8。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述总开关由三极管Q3和继电器RLY3串联组成，三极管Q6的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO3。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述总开关由三极管Q4和继电器RLY4串联组成，三极管Q4的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO4。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以充分利用光伏电能对所有外接口产品进行充电，也可以支持任何随身的用电设备进行充放电，转换效率高，该装置设计成可支持多种单元的电压接口方式，如对于输入不同的电压等级进行充电放电智能控制管理，充分发挥设备的优势，使市面上的电单车/滑板车等采用不同电压等级的电池可以得到充分使用。方便灵活应用。达到高效节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参照图1,一种环保节能智慧型取电供应设备，包括MCU控制模块、交流AC/DC输出模块、充电控制模块、太阳能板、太阳能充电管理模块、总开关、DC/AC逆变器、放电控制模块、待充电设备和反接检测保护电路；所述太阳能板连接太阳能充电管理模块，太阳能充电管理模块还分别连接充电控制模块、放电控制模块和总开关，充电控制模块还连接交流AC/DC输出模块，交流AC/DC输出模块还分别连接市电电压、MCU控制模块、DC/AC逆变器、第一交流输出端和第二交流输出端，总开关还分别连接待充电设备和反接检测保护电路，MCU控制模块还连接充电控制模块、放电控制模块、第一交流输出端、第二交流输出端、DC/AC逆变器和DC/DC降压电路，DC/DC降压电路上连接有快充协议模块和放电接口装置。MCU控制模块上连接有选择按键K1和功能按键K2。MCU控制模块上还连接有显示屏、4G/5G模块、GPS模块和蓝牙模块。充电控制模块由三极管Q1和继电器RLY1串联组成，三极管Q1的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO1。总开关由三极管Q5和继电器RLY5串联组成，三极管Q5的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO8。总开关由三极管Q3和继电器RLY3串联组成，三极管Q3的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO3。总开关由三极管Q4和继电器RLY4串联组成，三极管Q4的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO4。

工作原理如下：本设计中的显示屏用于提供人机参考界面。与MCU控制模块控制8个IO相连接，作数据驱动接口来驱动显示；

MCU控制模块，用9个GOPIO口，GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5、GPIO6、GPIO7、GPIO8、GPIO9控制整个电路的动作。

开始上电,MCU控制模块对电池反接进行检测，反接检测保护电路由R10、LED1、LED2、D6、U2、U3、FUSE、MCU的GPIO7构成，总开关由R11、C5、R12、Q5、D5、RLY5组成。当电池接线正确LED1等点亮发绿色光，MCU主控的GPIO7会被拉低，与此同时MCU主控的GPIO8变高电平，总开关的RLY5继电器导通，电路进入充放电状态。如果电池被反接，U3光耦控制端有电流流过，反接检测保护电路的LED2红灯会被点亮，U3输出端4脚连接MCU的GPIO9,3脚通过D3连接电池的正端变负，GPIO9电平会被拉到低电平，这时MCU会依次断开输出的IO口，实现反接保护，与此同时MCU的GPIO7会变高电平，GPIO8变低电平，Q5截止，继电器RLY5断开，电池总线上电流不能流过其它电路，起到了保护电路的作用。5V电压供电MCU由LDO输出完成，LDO输入电压由太阳能充电管理模块、交流AC/DC输出模块和外接充放电口提供，当电池没电，或者被移开，通过太阳能充电输入或者AC220V/110V充电输入给LDO供电，保证MCU随时处于待机状态，便于实现对外部的控制检测。其中，GPIO1、GPIO2分别控制设备的充电与放电开关，当GPIO1GPIO2输入高电平时，开关被打开，实现充电与放电功能。反之，关闭。R1、C1、R2、Q1、D1、RLY1构成充电电路的智能控制开关.R3、C2、R4、Q2、D2、RLY2构成放电电路的智能控制开关.GPIO3、GPIO4分别控制直通模式控制继电器，当GPIO3输入低电平、GPIO4输入高电平时，RLY3继电器被关闭，RLY4继电器被打开，实现市电从直通模式通道输出。R5、C3、R6、Q3、D3、RLY3构成直通模式智能关断控制开关.R7、C4、R8、Q4、D4、RLY4构成直通模式智能导通控制开关。GPIO5为市电AC100/220V交流检测口，R9、U1检测单元，当GPIO5检测到为低电平时，表示有市电输入，这时，MCU控制模块的GPIO3输入低电平、GPIO4输入高电平时，RLY3继电器被关闭，RLY4继电器被打开，直通模式有市电输出。当GPIO5检测到为高电平时，表示没有市电输入，这时，DC/AC逆变器开始工作，MCU控制模块GPIO3输入高电平、GPIO4输入低电平，RLY3继电器被打开，RLY4继电器被关闭，DC/AC逆变器输出市电。U1光耦二极管,R9限流分压电阻，进行市电隔离，同时唤醒MCU检测判断市电输入。RLY3继电器、RLY4继电器为双向开关控制，来关断市电的L相线与N相线。保障安全用电。

ADC1…ADCx是模拟检测口，用于判断单体电池电压，从而识别电池类型，PWM1为功率控制输出口，调节占空比可以控制充电电功率输出。ADC2电池总电压采集端口，用于判断电池电压的放电及充电电压的状况。PWM2为控制功率输出，调整占空比可以控制输出功率等级。K1、K2为选择按键与功能按键它们的一端分别接地，另一端分别接MCU控制的GPIO口，当按键按下GPIO口被拉低，GPIO口识别低电平有效从而判断哪个按键被按下。平时为高电平，表示无按键按下。软件进行消抖处理，准确精准判断是按键被按下还是瞬时的干扰脉冲信号。

此外，还配有多种通讯模块，方便用户手机上操作，4G/5G通讯模块专门与云端进行数据通讯，GPS位置定位信息模块、蓝牙短距离通讯模块。它们数据交互、收集、整理等信息。

AC/DC充电模块，从市电输入的100V/220V交流电通过AC/DC开关电源的到24-54V的直流电压输出，ADC1…ADCx检测负载单体电池的电压，用于选择电池的类型。结合PWM1根据类型来调节功率输出。保证电池不过充，延长电池的使用寿命。

DC/AC逆变部分，500W逆变器功率输出AC100V/220V、50Hz/60Hz用于提供负载如风扇、电脑等家用小型电器，由光伏太阳能、电单车电池或滑板车电池供电。提供一路USB和TYPE-C放电接口，支持其它的用电设备,如手机，笔记本的办公移动用电设备，可在电力设备不能正常工作时来作为应急电源的处理工作，使用范围广泛。

充电控制模块由R1、C1、R2、Q1、D1、RLY1构成，MCU控制模块的GPIO1接Q1的基极，分别控制设备的充电开关，当GPIO1输入高电平时，开关被打开，继电器被吸合，对电单车/滑板车等电池实现充电。反之，关闭。

放电控制模块由R3、C2、R4、Q2、D2、RLY2构成，MCU控制模块的GPIO2接Q2的基极，分别控制设备的充电开关，当GPIO2输入高电平时，开关被打开，继电器被吸合，对电单车/滑板车等电池实现放电。反之，关闭。

太阳能板一端接太阳能充电管理控制，正常工作时，太阳能电池板接收阳光产生光电转换，对电池进行充电。实现节能目的。太阳能电池板输出18V---48V充电300W光电板。

电单车/滑板车等，都标配与充电口。利用这个接口来实现充电与能量逆变转换过程。

USB,TYPE-C放电接口装置，快充协议,DC/DC降压电路，GPIO6为其控制线，它可以支持不用的用电设备,如手机，笔记本的办公移动用电设备，可在电力设备不能正常工作时来作为应急电源的处理工作，使用范围广泛。

实施例2，在实施例1的基础上，待充电设备为18-48V的电动车和滑板车，也可以是其他符合充电电压的用电设备。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种环保节能智慧型取电供应设备，包括MCU控制模块、交流AC/DC输出模块、充电控制模块、太阳能板、太阳能充电管理模块、总开关、DC/AC逆变器、放电控制模块、待充电设备和反接检测保护电路；其特征在于，所述太阳能板连接太阳能充电管理模块，太阳能充电管理模块还分别连接充电控制模块、放电控制模块和总开关，充电控制模块还连接交流AC/DC输出模块，交流AC/DC输出模块还分别连接市电电压、MCU控制模块、DC/AC逆变器、第一交流输出端和第二交流输出端，总开关还分别连接待充电设备和反接检测保护电路，MCU控制模块还连接充电控制模块、放电控制模块、第一交流输出端、第二交流输出端、DC/AC逆变器和DC/DC降压电路，DC/DC降压电路上连接有快充协议模块和放电接口装置。

2.根据权利要求1所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述MCU控制模块上连接有选择按键K1和功能按键K2。

3.根据权利要求1所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述太阳能充电管理模块上连接有LDO模块。

4.根据权利要求1所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述待充电设备为18-48V的滑板车、电动车等。

5.根据权利要求1所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述MCU控制模块上还连接有显示屏、4G/5G模块、GPS模块和蓝牙模块。

6.根据权利要求1所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述充电控制模块由三极管Q1和继电器RLY1串联组成，三极管Q1的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO1。

7.根据权利要求6所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述总开关由三极管Q5和继电器RLY5串联组成，三极管Q5的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO8。

8.根据权利要求6所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述总开关由三极管Q3和继电器RLY3串联组成，三极管Q3的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO3。

9.根据权利要求6所述的一种环保节能智慧型取电供应设备，其特征在于，所述总开关由三极管Q4和继电器RLY4串联组成，三极管Q4的基极连接MCU控制模块的控制信号GPIO4。

Images