(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221885506.1 (22)申请日 2022.07.22 (73)专利权人 河北大学 地址 071002 河北省保定市五四东路180号 (72)发明人 万真真　施宁　王永清　 (74)专利代理 机构 石家庄国域专利商标事务所 有限公司 131 12 专利代理师 胡素梅 (51)Int.Cl. H02J 7/34(2006.01) H02J 7/35(2006.01) H02J 7/00(2006.01) (54)实用新型名称 基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放 电切换电路 (57)摘要 本实用新型提供了一种基于光伏蓄电及昼 夜判断的超级电容充放电切换电路。 其结构包括 光伏电池、 超级电容、 昼夜判断电路和充放电切 换电路。 昼夜判断电路中， 利用光伏电池的光敏 特性， 可根据随光照强弱光伏电池 具有不同的输 出电压判断当前时刻是 “白天”还是“夜晚”。“白 天”时， 光伏电池作为光电转换器件， 由光伏电池 为超级电容充电， “夜晚”时， 由充放电切换电路 切换为超级电容放电， 由超级电容为负载供电。 本实用新型很好地结合了太阳能和超级电容的 优势， 利用光伏电池白天发电并储存在超级电容 中， 夜晚由超级电容给用电设备供电。 光伏电池 产生的能量 蓄积在超级电容里， 可以有效的提高 系统的太阳能利用率。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 217362643 U 2022.09.02 CN 217362643 U 1.一种基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路， 其特征是， 包括光伏电 池、 超级电容、 昼夜判断电路和充放电切换电路； 所述昼夜判断电路包括稳压电路和电压比较电路； 所述稳压电路设置在光伏电池和超 级电容之间， 光伏电池输出 的电压经所述稳压电路后被稳定在设定范围内； 所述电压比较 电路包括运算放大器及由四个电阻组成的外围电路， 光伏电池输出的电压经分压后与运算 放大器的同相输入端相接， 稳压电路输出的电压经分压后与运算放大器的反相输入端相 接； 所述充放电切换电路包括三极管Q1和三极管Q2， 运算放大器的输出端与三极管Q2的基 极相接， 三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极相接， 三极管Q2的发射极和三极管Q1的发射 极均接地， 三极管Q1的集电极与负载电路相接； 三极管Q1的基极通过一电阻与超级电容的 非接地端相接； 超级电容的非接地端通过一个二极管与 稳压电路的输出端相接， 且二极管的正极连接 稳压电路的输出端。 2.根据权利要求1所述的基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路， 其特 征是， 所述稳压电路包括稳压模块78L05， 稳压模块78L05的输入端和 输出端分别通过一滤 波电容接地， 稳压模块78L05的接地端通过一个二极管接地， 且二极管的正极与稳压模块 78L05的接地端相接 。 3.根据权利要求1所述的基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路， 其特 征是， 所述稳压电路的输出端通过一定值电阻和一可调电阻与运算放大器的反相输入端相 接， 且运算放大器的反相输入端连接可调电阻。 4.根据权利要求1所述的基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路， 其特 征是， 所述运算放大器的型号 为LM324。 5.根据权利要求1所述的基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路， 其特 征是， 所述三极管Q1和三极管Q2的型号均为80 50。 6.根据权利要求1所述的基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路， 其特 征是， 所述超级电容是容 量为10F、 额定电压为5.5V的超级电容。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217362643 U 2基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换电路 技术领域 [0001]本实用新型涉及光伏电池技术领域， 具体地说是一种基于光伏蓄电及昼夜判断的 超级电容充放电切换电路。 背景技术 [0002]光伏电池组件和蓄电池结合的方式供电， 广泛用于户外照明控制、 交通灯 控制、 防 盗监测报警等领域。 现有技术中可用来对太阳能进行充放电的蓄电池包括铅酸免维护蓄电 池、 普通铅酸蓄电池、 胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池。 铅酸蓄电池通过铅及铅的氧化物与硫 酸溶液的反应来充放电， 在电动车中应用较为常见， 其性能易下降、 易产生极化、 硫化现象， 充电时间长且污染性高。 即使铅酸免维护蓄电池相比普通铅酸蓄电池而言对环境的污染较 少， 但其仍不可避免地存在一定的污染。 因此， 现有的蓄电池存在充电时间长、 高污染、 长期 使用性能下降等问题。 [0003]太阳能是可再生、 绿色环保型能源， 但利用其充电时电压较不稳定， 而且有时一整 天阳光都很充足， 有时又会遇到连续的阴雨天， 故需要选用的储能器件的过充放电能力要 强， 循环寿命要强。 而且， 基于节能环保的理念， 储能器件还要 具备清洁无污染的特性， 可靠 性也得高。 实用新型内容 [0004]本实用新型的目的就是提供一种基于光伏蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切 换电路， 通过将光伏电池与超级电容相结合， 光照充足时由光伏电池为超级电容充电， 光照 不足时切换为超级电容 放电以给用电设备 供电。 [0005]本实用新型是这样实现的： 一种基于光伏 蓄电及昼夜判断的超级电容充放电切换 电路， 包括 光伏电池、 超级电容、 昼夜判断电路和充放电切换电路。 [0006]所述昼夜判断电路包括稳压电路和电压比较电路； 所述稳压电路设置在光伏电池 和超级电容之 间， 即： 稳压电路的输入端与光伏电池的输出端相接， 稳压电路的输出端与超 级电容的非接地端相 接 （具体是： 超级电容的非接地端通过一个二极管与稳压电路的输出 端相接， 且二极管的正极连接稳压电路的输出端， 二极管的负极连接超级电容的非接地端， 超级电容的非接地端也称超级电容的正极） ， 光伏电池输出 的电压经所述稳压电路后被稳 定在设定范围内； 所述电压比较电路包括运算放大器及由四个电阻组成的外 围电路， 光伏 电池输出的电压经分压后与运算放大器的同相输入端相接， 稳压电路输出的电压经分压后 与运算放大器的反相输入端相接 。 运算放大器的输出端与充放电切换电路相接 。 [0007]所述充放电切换电路包括三极管Q1和三极管Q2， 运算放大器的输出端与三极管Q2 的基极相接， 三极管Q2的集电极与三极管Q1的基极相接， 三极管Q2的发射极和三极管Q1的 发射极均接地， 三极管Q1的集电极与负载电路相接； 三极管Q1的基极通过一电阻与超级电 容的非接地端相接 。 [0008]优选的， 所述稳压电路包括稳压模块78L05， 稳压模块78L05的输入端和输出端分说　明　书 1/4 页 3 CN 217362643 U 3