[发明专利]高效率的太阳能充电装置及其充电方法

权利要求书

1.一种高效率的太阳能充电装置，其特征在于，所述充电装置包括：控制器、启动电路、DC-DC变换电路、充电终端电池、和光电转换输入模块；

所述控制器分别连接启动电路、DC-DC变换电路，光电转换输入分别连接启动电路、DC-DC变换电路；

所述DC-DC变换电路包括降压拓扑单元和升压拓扑单元；所述控制器获取光电转换输入模块的电压值，根据光电转换输入模块电压值的不同，控制DC-DC变换电路使用降压拓扑单元或升压拓扑单元对所述充电终端电池进行充电；

所述控制器的PWM功能引脚输出不同占空比的PWM波，来控制DC-DC变换电路中场效应管的导通时间与夹断时间，从而控制DC-DC变换电路中电感蓄能的大小，最终改变DC-DC变换电路的输出电压值。

2.根据权利要求1所述的高效率的太阳能充电装置，其特征在于：

所述充电装置还包括电压放大采集模块，充电终端电池分别连接DC-DC变换电路、电压放大采集模块；

所述控制器的ADC引脚通过电压采集放大模块对充电电压进行采样，由控制器控制DC-DC变换电路升压或是降压的幅度，调整充电效率。

3.根据权利要求2所述的高效率的太阳能充电装置，其特征在于：

所述控制器还用以对充电终端电池部分的一个采样电阻进行实时采样，获得实时的充电效率以反馈给控制器，通过算法控制、计算调节控制器输出PWM波的占空比，决定升压或是降压的幅度，从而调整DC-DC变换电路，进而实时调整充电效率。

4.根据权利要求1所述的高效率的太阳能充电装置，其特征在于：

所述充电装置需要低电压启动和高电压运行，使用两套不同的DC-DC启动电路，进行低电压启动和高压运行，DC-DC启动电路输出直流电给控制器供电。

5.根据权利要求1所述的高效率的太阳能充电装置，其特征在于：

所述升压拓扑单元为Boost升压拓扑单元，降压拓扑单元为Buck降压拓扑单元；

所述Boost升压拓扑单元中开关管导通时，电源经由电感、开关管形成回路，电流在电感中转化为磁能贮存；开关管关断时，电感中的磁能转化为电能在电感端一负一正，此电压叠加在电源正端，经由二极管、负载形成回路，完成升压功能；

所述Buck降压电路中电源通过一个电感给负载供电，同时电感储存部分能量，然后将电源断开，只由电感给负载供电；如此周期性的工作，通过调节电源接通的相对时间，来实现输出电压的调节。

6.一种权利要求1所述高效率的太阳能充电装置的充电方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、控制器获取光电转换输入模块的电压值；

步骤S2、根据光电转换输入模块电压值的不同，控制DC-DC变换电路使用降压拓扑单元或升压拓扑单元对充电终端电池进行充电；控制方法为：控制器的PWM功能引脚输出不同占空比的PWM波，来控制DC-DC变换电路中场效应管的导通时间与夹断时间，从而控制DC-DC变换电路中电感蓄能的大小，最终改变DC-DC变换电路的输出电压值。

7.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于：

所述步骤S1中，控制器的ADC引脚通过电压采集放大模块对充电电压进行采样，由控制器控制DC-DC变换电路升压或是降压的幅度。

8.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于：

所述步骤S2包括：

所述Boost升压拓扑单元中开关管导通时，电源经由电感、开关管形成回路，电流在电感中转化为磁能贮存；开关管关断时，电感中的磁能转化为电能在电感端一负一正，此电压叠加在电源正端，经由二极管、负载形成回路，完成升压功能；

所述Buck降压电路中电源通过一个电感给负载供电，同时电感储存部分能量，然后将电源断开，只由电感给负载供电；如此周期性的工作，通过调节电源接通的相对时间，来实现输出电压的调节。

9.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于：

所述方法还包括步骤S3、控制器对充电终端电池部分的一个采样电阻进行实时采样，获得实时的充电效率以反馈给控制器，同时采样光电转换的输入电压和电池所需的充电电压做比较，确定切换至升压电路还是降压电路，通过算法控制、计算调节控制器输出PWM波的占空比，决定升压或是降压的幅度，从而调整DC-DC变化电路，进而实时调整充电效率。