[发明专利]用于具有电池端子的电池驱动设备的电源

说明书

本发明涉及将一种电池驱动设备调节以允许该设备由一种太阳能电池借助于电路和充电电池提供动力。

许多电池驱动设备的问题是替换电池的费用太高，而且电池的寿命经常很短。该问题可以通过使用充电电池来缓解，但是，这通常需要连接一个充电设备到干线电源。

此前在美国专利4686441中已提出采用一种包括太阳能电板的光电充电器，用于产生电池的充电电流。然而，该装置并不方便，并未对该问题提供一种可行的解决方法。

本发明的目的是提供一种电源，它使用太阳能电池作为驱动装置，克服了目前的电池驱动设备不方便的缺陷。

本发明提供了一种电源装置，包括一种用于增加光电设备输出的变压器电路和连接于该变压器电路的充电电池。该变压器电路和电池被封装在一个同普通干电池同样大小的盒子里。

用于具有电池端子的电池驱动设备的电源，该电源包括一个太阳能电池和一个用于放大太阳能电池输出电压的电压放大电路，所说的电源具有用于该电源和所说的电池驱动设备的电池端子进行可拆式电连接的端子。其特征在于所说电源端子大体上同标准电池的端子具有相同的结构，因此，所说电源装置能够代替所说标准电池。

为了使本发明易于理解，其实施方案将通过例子描述，仅参考所附的图例，其中：

图1所示的是根据本发明的电源装置用于一种电池驱动设备的一种实施方案的构成图。

图2给出了一种在电池驱动设备外部使用外部插头的连接方法。

图3给出了一种在电池驱动设备外部使用外部插头的连接方法，该插头来自于一个包括太阳能电池阵列，提升电路和充电电池的容器。

图4给出了用于低、中功率要求的调节电路。

图5给出了电池尺寸受限情况下用于低电流应用的最简单的调节电路。

图6给出的调节电路，通过在充电电池和太阳能电源输出之间放置更多的电压提升电路来降低充电电池的电压。

图7给出了一个在需要时允许较大供电电流能力的调节电路，依靠于一个直接从升压输出的旁路连接实现，它不受用于控制电池充电电流的限流电阻的影响。

图8给出了一个具有大电流输出能力的合理的调节电路的框架图，它在提升电路后有一个电压调节器，并且有从电压调节器到太阳能供电输出的旁路连接，它不受用于控制电池充电电流的限流电阻的影响。

图9给出了可允许使用图6中所示电路的特殊的端子。

图10给出了一种装置，通过一个闪烁LED表示有充足的光线来对充电电池充电。

图11给出了一种合适的振荡电路，可用于驱动经图10中所示的LED电脉冲。

图12给出了本发明另一种实施方案的特殊连接。

图13给出了本发明又一种实施方案的一种特殊连接。

该电源装置由三个基本部件组成：太阳能电池阵列2，直流-直流(DC-DC)变压器3，4，5，调节电路7，8，9和充电电池10。太阳能电池阵列2包括一些串并联连接的太阳能电池或所有面积的太阳能电池组合，它可以通过利用在一般家庭住所可得到的照度水平得到的电压经组合后充分提供电流来操纵电压提升电路，电池被排列成一个单一的平面，该平面可选择被固定于烟雾检测器的盖上，并且通过如图1所示的一个转轴装置以对水平的已知夹角定位。

太阳能电池阵列2可以某一角度固定或是可调节的，使得从下面和/或从侧面来的光均等地入射到太阳能电池表面上。采用可调节的定位可使太阳光或家庭内照明光的能量较高效率地被收集。在一些情况下，电池阵列可同装置分开放置，并且供电电压沿电缆或杆状天线的延伸长度方向传送。在从太阳能电池阵列出来的电缆末端有一个小盒子14，它的形状、大小以及连接方式均与诸如PP3电池或两个并排的AA电池之类的标准的干电池14相同。盒子的这种形状使得将这种电源装置很容易地装在装置12的通常为干电池占用的位置。在盒子14中有一个直流-直流变压器，其形式是一个或多个电压提升或是倍压器电路3、4和/或5，它们级联连接，这样一个电压提升或倍压器输出到下一个，直到电压电平足以对同样安装在盒14内的充电电池10充电。

如图5所示，到充电电池的电流受到一个调节电路限制，该调制电路包括一个串联电阻7、串联二极管8和限压稳压二极管9，当照到太阳能电池上的光线照度较大时，它可防止充电电池过充电。二极管和电压提升/倍压器电路串联使用，使得电流仅能流向充电电池。