太陽能電冰箱的製作方法
2023-05-26 10:38:41
專利名稱：太陽能電冰箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電冰箱，尤其指一種太陽能電冰箱。
背景技術：
電冰箱是社會擁有量最多的一種電器，雖然電功率不很大，但因其常年接入市電， 累積的耗電量還是很大的。目前人們家庭用的電冰箱採用的電源是220V交流市電。由於 電冰箱所需輸入功率不過一百多瓦，從其所需的功率來看，利用太陽能為能源可行。但太陽 能易受天氣情況的影響，單獨利用太陽能作為電冰箱的能源，常會發生某些天的能源中斷 現象，這就限制了太陽能電冰箱的實際應用，廣東省開平港電電器有限公司的中國專利號 201020191531.0的名稱為「一種太陽能電冰箱」的中國專利，就公開了一種太陽能電冰箱， 但該專利也沒有克服上述缺陷，使其很難真正進入市場。
發明內容本實用新型的目的是提供一種太陽能電冰箱，它既可利用太陽能發電為電冰箱提 供運行所需的電能，又可在太陽能發電不足的情況下自動轉換到市電供電模式，並且等到 太陽能發電充足情況下又會自動轉換到太陽能發電的供電模式。它還可為其他小電器提供 電能，兼做家用綠色複合能源供電中心。為了實現上述目的，本發明包含電冰箱，太陽能電池板與單向隔離電路串聯後再 與存儲輸出電路的輸入端並連，存儲輸出電路的輸出端的一端與電冰箱的一條供電線和來 自交流市電供電線路的一條相連，另一端與繼電器常斷觸點相連，繼電器的常通觸點與來 自交流市電供電線路的另一條相連，繼電器中心接點與電冰箱的另一條供電線相連，自動 控制電路的輸入端與存儲輸出電路的輸入端相併聯，自動控制電路的輸出端與繼電器線圈 相連。為了市電停電時利用太陽能發電電源，繼電器常斷觸點和繼電器中心接點之間還 並聯有手動開關。自動控制電路的取樣電阻的滑動端接三極體基極，繼電器線圈與二極體 並聯後接在三極體的集電極和直流電源正極之間。存儲輸出電路的輸出端與多電壓輸出端子相連，以方便其他電器的用電需求，一 機多用。存儲輸出電路由可充電電池與變換電路的輸入端並聯構成。為了方便觀察可充電 電池的電壓狀況，還將存儲輸出電路的輸入端並聯電量顯示電路。由於本實用新型採用了以太陽能為主、交流市電為輔的模式為電冰箱提供電能， 再加上其中的自動控制電路，當非市電能源不足時可以自動轉換到市電供電，可以避免單 一形式的太陽能電能不足引起的電冰箱常常長時間停機導致的電冰箱內溫度升高冷凍食 品化凍的缺陷，使太陽能電冰箱真正具有了社會實用價值，從而節約了大量市電能源。單向 隔離電路的接入，使太陽能發電支路只輸出電能而不從其他迴路反向吸收電能。多個電壓 輸出端子還可為電冰箱以外的小電器提供電能，使其成為家用綠色複合能源供電中心，在 社會廣泛推廣應用後將帶來顯著的節能減排效益。本實用新型可大幅度減小太陽能電池板的面積以及可充電電池的體積和數量而不必擔心太陽能電能的續航時間，大幅度降低了太 陽能電冰箱的成本，使利用太陽能的電冰箱真正具備了市場價值。
圖1是本發明的第一個實施例的原理圖；圖2是本發明的第二個實施例的原理圖；圖3是本發明的第三個實施例的原理圖。
具體實施方式
在圖1中，多個太陽能發電材料1(即那些小扁方塊)相互正串聯(即兩個太陽能 發電單元的不同極性相互連接)後構成輸出電壓高的太陽能電池板3，各個太陽能電池板 之間再進行正串聯和並聯，以使太陽能電池板3總的輸出電壓及輸出電流(或稱電源內阻) 符合後續電路...存儲輸出電路4對電壓電流的要求。太陽能電池板3安裝在室外附著物 2上並固定。室外附著物2可以是屋頂或樓頂，也可以是陽臺或院子內的支架，還可以是朝 陽的陽臺外側或牆壁等。太陽能電池板3的輸出端與二極體Dltl串聯後再與存儲輸出電路 4的輸入端X、Y並聯，存儲輸出電路4的各個電壓輸出端與多電壓輸出端子A、B、C、F、G分 別相連。二極體Dltl可以防止太陽能電池板3在太陽能發電電壓過低的情況下，可充電電池 E對太陽能電池板3的反向放電現象的發生。二極體Dltl可以用半導體鍺材料的二極體，耐 壓也要足夠，這樣做可以使它在充電時分得的電壓最小(0. 2V左右)，有利於提高太陽能發 電的利用率，當然用矽材料的也行。存儲輸出電路4由可充電電池E與變換電路5的輸入端並聯構成。可充電電池E 的電壓要與太陽能電池板3的輸出電壓相匹配，以高效地充電，它可以用普通蓄電池串聯 構成(比如組合成12V、18V、MV等電壓的各種組合)。變換電路5內部由現有技術中的逆 變器和穩壓輸出電路等組成。逆變器用現有技術中各種類型的均可，例如可參照國防工業 出版社2003年4月出版的《實用電子控制電路》書中的152-153頁的「一種家用、船用逆 變電源」一文。逆變器可將太陽能電池板3以及可充電電池E提供給的直流電變換成220V 交流電，其220V引出端為A和B，還可以後接220V插座以給其他小功率電器(如音響器 材、小風扇等100W以下的小電器)提供220V電能，一物多用；穩壓輸出電路可用現有技術 中的開關或串聯穩壓電路就行。穩壓輸出電路將來自太陽能電池板3以及可充電電池E的 電壓穩壓後從輸出端子C、F、G分別輸出，可以輸出手機和MP4等低壓小電器用的12V、5V等 多路低壓直流電。這是一種綠色發電模式，為電冰箱和各種小電器提供了綠色電能，符合低 碳節能原則。但是，多日陰天的情況下(或某一天用電量較大的晚上)，太陽能電池板3無法向 存儲輸出電路4提供電能，可充電電池E存儲的電能也不足以維持電冰箱的運轉，因此電冰 箱將停機，使冰箱內溫度升高，冷凍室內凍結的食品融化而無法使用電冰箱，這就是單純的 太陽能電冰箱不能真正面世普及應用的根本原因。為此，設計了由繼電器、三極體T、電阻 札、1 2、1 4等(也包含下述的自動控制電路的直流供電電路)構成的自動控制電路。電阻禮、 &串聯後作為自動控制電路的輸入端並聯在存儲輸出電路4的輸入端X、Y上，電阻R1^為自動控制電路的取樣電阻，調節電阻&的滑動端可調節自動控制電路的轉換電壓值。電阻 R2的滑動端通過限流電阻R4接到三極體T的基極，繼電器線圈J與二極體D5並聯後接在三 極管T的集電極(相當於自動控制電路的輸出端)和直流電源正極+E之間。繼電器開關 JK的常斷觸點a接輸出端A，常通觸點b接交流市電供電線路的另一條，中心接點接電冰箱 6的一條供電線。存儲輸出電路4的輸出端B與電冰箱6的另一條供電線和來自交流市電 供電線路的一條同時相連。二極體D5起防止繼電器線圈J斷電瞬間產生的高壓電擊穿三 極管T的作用。自動控制電路的直流供電電路由變壓器 、整流二極體Dl、D2、D3、D4、濾波電容 Cl、C2、C3、C4和三端穩壓器ICl連接而成。因三極體T工作於開關狀態，對集電極電壓穩 定性沒有較高要求，該電路也可用不帶穩壓的。由於自動控制電路耗電功率很小(可小於 2W)，對電冰箱6耗電功率130多瓦而言可忽略，可持續接入市電。為防止交流市電停電後 導致自動控制電路不工作使繼電器復位，繼電器開關JK的常斷觸點a斷開而中斷電冰箱6 的供電現象的發生，可將手動開關K並聯在繼電器常斷觸點a和繼電器中心接點之間，市電 停電後，將手動開關K接通，可維持給電冰箱6的供電，但來市電後一定要斷開手動開關K。發光二極體D6、電阻民、穩壓二極體D7串聯後並聯在存儲輸出電路4的輸入端X、 Y上，構成可充電電池E的電量顯示電路。當可充電電池E的電壓高於設定值時，穩壓二極 管D7擊穿導通，使發光二極體D6發光；當可充電電池E的電壓低於設定值時，穩壓二極體 D7截止，發光二極體D6不發光，表示電不足。由於發光二極體D6的發光電流只需要幾個毫 安，故耗電極小，不影響供電效率。二極體Dltl的接入使太陽能發電材料1永不會從可充電電池E或其他電路吸收電 能，只出不進。所以，本實用新型把二極體Dltl稱為單向隔離電路。本實施例的工作過程如下插上220V市電插頭7，自動控制電路得電而準備工作。 當太陽能電池板3發出的電能給可充電電池E充滿電後，自動控制電路的取樣電阻R2上的 電壓升高使三極體T導通(調節電阻&可改變自動控制電路的起始動作電壓)，繼電器線 圈J得電而使繼電器開關JK的中心接點接常斷觸點a，電冰箱6得電而開始工作。此時穩 壓二極體D7導通，使發光二極體D6發光，顯示可充電電池E充滿電了。當可充電電池E電 壓不足，取樣電阻R2上的電壓降低使三極體T截止，繼電器線圈J斷電復位而使繼電器開 關JK的中心接點接常通觸點b，電冰箱6得市電的電能而恢復工作。此時穩壓二極體D7截 止，使發光二極體D6不亮，顯示可充電電池E電不足。當可充電電池E電壓恢復正常後，重 復前述過程，恢復可充電電池E輸出電能的供電模式，並自動斷開交流市電向電冰箱6的供 電線路。上述實施例優點是利用現有流行的電冰箱就行。本實施例各元器件參考值可充電電池E採用額定電壓12V的、容量大的蓄電池。 太陽能電池板3可用市面上常見的單晶矽或多晶矽太陽能電池板，輸出電壓要與可充電電 池E匹配。電阻HR4的阻值分別為10K、0.68K、1K，R4也可為零。電阻&用阻值4.7K的 電位器(用來調節自動控制電路的轉換電壓值)。穩壓二極體叫用穩壓值11-12V的，發光 二極體D6用發光電壓1.7-2V的。三極體用C9013。二極體D1、D2、D3、D4、D5全用1N4007， 二極體Dltl用耐壓20V以上、額定電流2A以上的鍺材料的二極體。繼電器選用電磁鐵線圈 工作電壓12V或9V的，繼電器開關的額定電流還要大於5A。變壓器 用2W單繞組15V輸 出的小功率變壓器，初級繞組額定電壓220V。三端穩壓器ICl用7812。濾波電容Cl、C2、C3、C4電容值分別為220、0. 1,220,0. 1微法。手動開關K可用額定電流大於5A的按鍵或 鈕子開關。電冰箱6用市面流行的普通的壓縮式製冷電冰箱就行。本實用新型的第二個實施例請見圖2。它是將存儲輸出電路4內的變換電路5中 的逆變器去掉，其輸出端A、B直接與可充電電池E相併聯，此時輸出端子C和A都是可充電 電池E的直流電壓，三端穩壓器IC2 (其兩側還可並聯濾波電容)將該直流電壓穩壓降壓後 從輸出端子F輸出較低的直流電壓，輸出端子G為各直流電源的公共地。繼電器開關JK 的常通觸點b改接三端穩壓器ICl的輸入端，變壓器 也要換成大功率的(150W左右)，整 流二極體D1、D2、D3、D4也要換成額定電流大於5A的。不過此情況下電冰箱6的壓縮機和 箱內的照明燈等都要改成用低壓直流電的，比如用12V的直流電機製造壓縮機。該實施例 的優點是電冰箱利用太陽能的效率最高，免去了逆變器帶來的損耗。缺點是失去了 220V電 壓輸出端子，不能為一些用220V交流電的小電器提供電能，另外，電冰箱也要改造才行，變 壓器 自身消耗的功率(自身的鐵損和銅損)也增加了。本實用新型的第三個實施例請見圖3。它是在圖2的基礎上去掉三端穩壓器IC2 和輸出端子C、F、G，對其他小電器供電直接從輸出端子A、B引出。本實用新型的第四個實施例是將存儲輸出電路4改成類似於已有技術中的太陽 能發電充放電電路結構(即太陽能充電控制器)，也可帶有220V交流逆變器，以方便各種常 見電器的通用。本實用新型不限於上述實施例，比如自動控制電路也可用其他類型的電路結構
代替等。
權利要求1.一種太陽能電冰箱，包含電冰箱，其特徵是太陽能電池板與單向隔離電路串聯後再 與存儲輸出電路的輸入端並連，存儲輸出電路的輸出端的一端與電冰箱的一條供電線和來 自交流市電供電線路的一條相連，另一端與繼電器常斷觸點相連，繼電器常通觸點與來自 交流市電供電線路的另一條相連，繼電器中心接點與電冰箱的另一條供電線相連，自動控 制電路的輸入端與存儲輸出電路的輸入端相併聯，自動控制電路的輸出端與繼電器線圈相 連。
2.按權利要求1所述的太陽能電冰箱，其特徵是自動控制電路的取樣電阻的滑動端接 三極體基極，繼電器線圈與二極體並聯後接在三極體的集電極和直流電源正極之間。
3.按權利要求1所述的太陽能電冰箱，其特徵是繼電器常斷觸點和繼電器中心接點之 間還並聯有手動開關。
4.按權利要求1所述的太陽能電冰箱，其特徵是存儲輸出電路的輸出端與多電壓輸出 端子相連。
5.按權利要求1所述的太陽能電冰箱，其特徵是存儲輸出電路由可充電電池與變換電 路的輸入端並聯構成。
6.按權利要求1所述的太陽能電冰箱，其特徵是存儲輸出電路的輸入端並聯有電量顯 不電路。
7.按權利要求1所述的太陽能電冰箱，其特徵是單向隔離電路由二極體構成。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能電冰箱。它在電冰箱外部安裝太陽能電池板，太陽能電池板的輸出端通過單向隔離電路與存儲輸出電路的輸入端相併聯。自動控制電路的輸入端與存儲輸出電路的輸入端相連，利用繼電器自動控制自發電裝置的電壓過低時自動轉接交流市電給電冰箱供電，待太陽能電池板電足後又可自動轉到太陽能發電給電冰箱供電，並且日常消耗的市電極少。解決了單純用太陽能發電電冰箱易受氣候影響，常發生的供電中斷引起的電冰箱溫度升高食品化凍現象的出現，使綠色能源電冰箱真正有了實用價值，它還可大幅度降低太陽能電冰箱的總成本。本實用新型用於生產電能主要來自太陽能的家用電冰箱。
文檔編號H02J9/06GK201937329SQ20112005112
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日
發明者趙傑 申請人:德州學院