專利名稱：一種便攜式太陽能路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及路由器的供電裝置領(lǐng)域，特別涉及一種采用太陽能電池和市電兩種方式為蓄電池充電的便攜式太陽能路由器。
背景技術(shù)：
便攜式路由器是一種帶3G功能的WiFi設(shè)備，它具有輕巧便于攜帶、隨時(shí)隨地靈活組網(wǎng)等功能特點(diǎn)，是商務(wù)人士出差、旅行的必備品。便攜式設(shè)備有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是需要給電池充電。由于電池大小受設(shè)備自身體積的限制，電池容量都不能做到很大。一般電池容量為1500mA/h的3G路由器跑全業(yè)務(wù)可用4小時(shí)，待機(jī)時(shí)間不超過10小時(shí)。給設(shè)備充電一般都需要一個(gè)固定的場(chǎng)所，而太陽能充電就不需要受到這種約束。太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源，太陽能發(fā)電是目前非常受歡迎的新技術(shù)。太陽能電池目前有單晶硅電池、多晶硅電池和非晶硅薄膜電池。單晶硅電池具有電池轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，但是成本較高；非晶硅薄膜太陽電池則具有生產(chǎn)效率高，成本低廉，但是轉(zhuǎn)換效率較低，而且效率衰減得比較快；多晶硅太陽能電池則具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換的效率，而且性能價(jià)格比最高。用多晶硅太陽能電池給便攜式路由器充電是最合適的。用太陽能充電的缺點(diǎn)是太陽能面板體積很大，并且發(fā)電量受到陽光的限制。太陽能面板(或電池)由一個(gè)或多個(gè)串、并聯(lián)的太陽能單元組成。一個(gè)太陽能單元產(chǎn)生0.7V的電壓，而且這個(gè)電壓受到光強(qiáng)和照射角度的影響。便攜式路由器受體積限制，太陽能單元面積不可能大，因此太陽能的充電效率是至關(guān)重要的。作為路由器由于體積小，其外表面面積有限，目前，如果把整個(gè)路由器的外殼外表面都貼上太陽能電池板，也不能產(chǎn)生有效的供路由器所使用的蓄電池(可充電電池)充電的電流，因此，目前還沒有采用在路由器外殼外表面安裝太陽能電池板供電蓄電池充電的太陽能路由器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種在路由器外殼外表面安裝太陽能電池板供電蓄電池充電的便攜式太陽能路由器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種便攜式太陽能路由器，包括為路由器供電的蓄電池、蓄電池充電電路，CPU系統(tǒng)、3G模塊和WiFi模塊；還包括設(shè)置在路由器外殼外表面的太陽能電池、所述的蓄電池充電電路中包括利用太陽能電池為蓄電池充電的太陽能充電電路和充電管理電路；所述的太陽能充電電路與所述的太陽能電池相連，包括太陽能微小能量拾取電路，所述的太陽能微小能量拾取電路的輸入端與所述的太陽能電池相連，輸出端產(chǎn)生5V的直流電壓與所述的充電管理電路相連，所述的充電管理電路接收到5V直流電壓與所述的蓄電池相連為蓄電池充電。進(jìn)一步的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的太陽能微小能量拾取電路包括型號(hào)為BQ25504的升壓轉(zhuǎn)換器；[0009]所述的升壓轉(zhuǎn)換器)的Vin_dc端接太陽能電池的輸出端,在Vin_dc端與太陽能電池的輸出端的連線與地之間設(shè)置有輸入電池Cl ；在Vin_dc端與地之間還設(shè)置有串連的分壓電阻Rl和分壓電阻R2 ;分壓電阻Rl和分壓電阻R2之間接升壓轉(zhuǎn)換器的Voc_samp端；升壓轉(zhuǎn)換器的Vref_samp通過電容C3接地；在升壓轉(zhuǎn)換器的Vin_dc端與Lbst端連接有升壓轉(zhuǎn)換電感；在升壓轉(zhuǎn)換器的Vbat端接暫存鋰電池；在升壓轉(zhuǎn)換器的5V輸出端通過輸出電容C2接地。進(jìn)一步的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的充電管理電路包括型號(hào)為BQ24166的充電管理芯片，所述的充電管理芯片的一個(gè)輸入端USB接所述的太陽能微小能量拾取電路的升壓轉(zhuǎn)換器的5V輸出端，其輸出端SW接降壓電感LB，降壓電感LB通過濾波電容C4接地，產(chǎn)生4.2V直流輸出；所述的4.2V直流輸出接入充電管理芯片內(nèi)，從BAT引腳輸出接為3G路由器供電的蓄電池。進(jìn)一步的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的充電管理芯片另一個(gè)輸入端IN接市電充電器的輸出。進(jìn)一步的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的4.2V直流輸出通過DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生 3.3V、2.5VUV 與 4.2V。進(jìn)一步 的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的CPU系統(tǒng)型號(hào)為RTL8196D的SOC芯片和與其連接的DDRl、Flash。進(jìn)一步的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的WiFi模塊包括型號(hào)為RTL8188ER的WiFi芯片、內(nèi)置的2.4G WiFi天線，所述的WiFi芯片通過PCIE接口與CPU系統(tǒng)連接。進(jìn)一步的，上述的便攜式太陽能路由器中:所述的3G模塊包括型號(hào)為QSC6085的3G芯片與CPU系統(tǒng)通過USB總線相連，SM卡由所述的3G模塊控制，3G天線內(nèi)置。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新的3G路由器，它可以實(shí)現(xiàn)自體太陽能充電和外部充電兩種充電方式。太陽能充電隨時(shí)隨地，不受室內(nèi)、室外光線的影響；外部充電在有充電場(chǎng)所的地方可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速充電。太陽能充電電路轉(zhuǎn)換效率高80%，啟動(dòng)工作電壓低至310mW;啟動(dòng)工作后，拾取太陽能量u瓦級(jí)仍能正常工作。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的3G路由器具有高度集成化:將太陽能充電和3G路由器集成于一體，單板PCB集成了太陽能充電電路、3G和WiFi系統(tǒng)電路。體積只有手掌大小，做到輕便、便于攜帶。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作較為詳細(xì)的描述。

圖1是本實(shí)用新型路由器整機(jī)示意圖。圖2是本實(shí)用新型路由器系統(tǒng)電路功能框圖。圖3是本實(shí)用新型路由器太陽能微小能量拾取電路原理圖。[0028]圖4是本實(shí)用新型路由器太陽能電源充電管理電路原理圖。圖5是本實(shí)用新型路由器主系統(tǒng)電路框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，如圖1所示是本實(shí)施例的路由器整機(jī)示意圖。太陽能面板I鑲嵌在外殼體表面，整機(jī)對(duì)外提供SM卡接口 2、RJ45以太網(wǎng)接口 5、微型USB接口 4另外在外殼上還設(shè)置有電源開關(guān)按鍵3。本實(shí)施例中:太陽能面板1:進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，給系統(tǒng)提供能量。SM卡接口 2:用戶插入 SM 卡或 UM 卡，通過 3G WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 網(wǎng)
絡(luò)高速上網(wǎng)。RJ45以太網(wǎng)接口 5:提供有線接入網(wǎng)絡(luò)，通過軟件可配置成WAN 口或LAN 口。USB接口 4:電源接口，接一根USB轉(zhuǎn)接線，可實(shí)現(xiàn)筆記本或電源適配器對(duì)設(shè)備供電。電源開關(guān)按鍵3設(shè)備 電源開關(guān)，切斷或開啟內(nèi)部電池輸出供電給系統(tǒng)。開關(guān)不影響太陽能充電。如圖2所示是本實(shí)施例的系統(tǒng)電路功能圖，該系統(tǒng)電路由三個(gè)模塊和控制開關(guān)組成。模塊I實(shí)現(xiàn)太陽能充電；模塊2實(shí)現(xiàn)外部電源和太陽能充電的電源管理；模塊3實(shí)現(xiàn)WiFi和3G系統(tǒng)功能。本實(shí)施例中，模塊I主要由太陽能電池、升壓充電電路和儲(chǔ)存電能元件鋰電池構(gòu)成。所設(shè)計(jì)太陽能電池面板大小為10cm*6cm，由4片電池單體串、并連而成。每個(gè)電池單體產(chǎn)生直流電壓約0.5V，電流20mA 25mA/cm2，整個(gè)太陽能電池可提供約60mW的功率能量。如圖1所示。所設(shè)計(jì)的升壓充電電路具有極低靜態(tài)電流和超過80%的高轉(zhuǎn)換效率，330mV冷啟動(dòng)電壓使在低光強(qiáng)度下充電電路也能啟動(dòng)工作。圖3是太陽能充電模塊主要電路。Ul是升壓轉(zhuǎn)換器IC BQ25504。Lbst是升壓轉(zhuǎn)換電感，Cl、C2是輸入、輸出電容。Ul BQ25504具有最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT技術(shù)，優(yōu)化從太陽能收集的能量。通過設(shè)置電阻Rl、R2的比值，可以設(shè)置最佳功率采集點(diǎn)。對(duì)太陽能電池，通過試驗(yàn)測(cè)試最佳點(diǎn)為80%，即是設(shè)置參考電壓Vref是太陽能電池開路電壓Vocv的80%。電容C3是起保持Vref的作用，BQ25504每隔16s對(duì)取樣參考電壓Vref進(jìn)行更新。Ul BQ25504 Pin腳Vbat連接儲(chǔ)能元件鋰電池，該鋰電磁是一種暫存能量的鋰電磁稱為暫存鋰電磁，腳Vstor輸出接負(fù)載。它們之間通過FET管連接。通過設(shè)置、監(jiān)測(cè)欠壓和過壓值，可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)鋰電池的過沖和過放。暫存鋰電池采用鋰聚合物材料，可以做到任意形狀和降低成本，容量為600mAH。電源充電管理電路如圖4所示，它的目的是實(shí)現(xiàn)自體太陽能充電和外部電源充電兩種充電方式的智能管理。當(dāng)不外接電源時(shí)，一直就是太陽能充電。當(dāng)外接電源時(shí)，在太陽能充電儲(chǔ)能繼續(xù)的同時(shí)，外接電源也能給電池充電，同時(shí)還能直接給系統(tǒng)供電。如圖4所示，芯片U2 BQ24166有雙通道輸入，分別接太陽能模塊輸出和USB電源。太陽能模塊輸出電流限制在IOOmA內(nèi)，USB電源電流限制在IA內(nèi)。設(shè)置U2在同時(shí)有雙輸入電源時(shí)，優(yōu)選用腳IN輸入。Lb是降壓電感，鋰離子電池輸出4.2V電壓，容量為1600mAH。電源控制開關(guān)是軟開關(guān)，由兩個(gè)D觸發(fā)器組成的電路形成電源控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電池對(duì)系統(tǒng)供電的切斷和開啟控制。WiF1、X 功能系統(tǒng):為使系統(tǒng)更省電、更集成小型化，系統(tǒng)硬件選用轉(zhuǎn)換效率更高的電源1C、系統(tǒng)級(jí)SoC單芯片來完成。3G、WiFi功能系統(tǒng)主要電路框架如圖5所示。充電電池通過控制開關(guān)給系統(tǒng)供電，4.2V經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換器變成3.3V、2.5V和IV ;同時(shí)4.2V直接給3G模塊供電。SoC芯片RTL8196D與Flash、DDRl組成一個(gè)小CPU系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理、控制功能。RTL8188ER是WiFi芯片，它可以實(shí)現(xiàn)llb/g/n最高150Mbps的速率；通過PCIE接口與CPU RTL8196D 連接。2.4G WiFi 天線內(nèi)置。RTL8196D內(nèi)部集成百兆PHY功能，外接變壓器、RJ45可實(shí)現(xiàn)10M/100M有線傳輸速率。RTL8196D符合EEE標(biāo)準(zhǔn)，具有以太網(wǎng)喚醒功能，這使它有更低的功耗。3G模塊與 RTL8196D的模塊接口是PCIE接口，實(shí)際走線是USB總線。切換不同制式的3G模塊可以使它在不同的3G網(wǎng)絡(luò)中使用，SIM卡由3G模塊控制。3G天線也是內(nèi)置的。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新的3G路由器，它有三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn):它可以實(shí)現(xiàn)自體太陽能充電和外部充電兩種充電方式。太陽能充電隨時(shí)隨地，不受室內(nèi)、室外光線的影響；外部充電在有充電場(chǎng)所的地方可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速充電。太陽能充電電路轉(zhuǎn)換效率高達(dá)80%以上，啟動(dòng)工作電壓低至310mW ;啟動(dòng)工作后，拾取太陽能電壓低至SOmV仍能正常工作。將太陽能充電和3G路由器集成于一體，集成了太陽能充電、3G、WiFi和有線以太網(wǎng)功能，體積只有手掌大小，也稱“ 口袋”太陽能3G路由器。本實(shí)施例設(shè)計(jì)了一種新的便攜式3G路由器，它可以實(shí)現(xiàn)自體太陽能充電和外部充電兩種充電方式。太陽能充電隨時(shí)隨地，不受室內(nèi)、室外光線的影響；外部充電在有充電場(chǎng)所的地方可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速充電。所設(shè)計(jì)的太陽能充電電路具有極高的轉(zhuǎn)換效率和弱光下的啟動(dòng)工作能力。設(shè)計(jì)的便攜式3G路由器將太陽能充電和3G路由器集成于一體，集成了太陽能充電、3G、WiFi和有線以太網(wǎng)功能，體積只有手掌大小，創(chuàng)造了一種新的產(chǎn)品形態(tài)。
權(quán)利要求1.一種便攜式太陽能路由器，包括為路由器供電的蓄電池、蓄電池充電電路，CPU系統(tǒng)、3G模塊和WiFi模塊；其特征在于:還包括設(shè)置在路由器外殼外表面的太陽能電池、所述的蓄電池充電電路中包括利用太陽能電池為蓄電池充電的太陽能充電電路和充電管理電路；所述的太陽能充電電路與所述的太陽能電池相連，包括太陽能微小能量拾取電路，所述的太陽能微小能量拾取電路的輸入端與所述的太陽能電池相連，輸出端產(chǎn)生5V的直流電壓與所述的充電管理電路相連，所述的充電管理電路接收到5V直流電壓與所述的蓄電池相連為蓄電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的太陽能微小能量拾取電路包括型號(hào)為BQ25504的升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)； 所述的升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的Vin_dc端接太陽能電池的輸出端,在Vin_dc端與太陽能電池的輸出端的連線與地之間設(shè)置有輸入電池Cl ； 在Vin_dc端與地之間還設(shè)置有串連的分壓電阻Rl和分壓電阻R2 ;分壓電阻Rl和分壓電阻R2之間接升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的Voc_samp端；升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的Vref_samp通過電容C3接地； 在升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的Vin_dc端與Lbst端連接有升壓轉(zhuǎn)換電感； 在升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的Vbat端接暫存鋰電池； 在升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的5V輸出端通過輸出電容C2接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的充電管理電路包括型號(hào)為BQ24166的充電管理芯片(U2)，所述的充電管理芯片(U2)的一個(gè)輸入端USB接所述的太陽能微小能量拾取電路的升壓轉(zhuǎn)換器(Ul)的5V輸出端，其輸出端SW接降壓電感LB,降壓電感LB通過濾波電容C4接地，產(chǎn)生4.2V直流輸出； 所述的4.2V直流輸出接·入充電管理芯片(U2)內(nèi)，從BAT引腳輸出接為3G路由器供電的蓄電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的充電管理芯片(U2)另一個(gè)輸入端IN接市電充電器的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的4.2V直流輸出通過 DC/DC 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生 3.3V、2.5V、IV 與 4.2V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的CPU系統(tǒng)型號(hào)為RTL8196D的SOC芯片和與其連接的DDRl、Flash。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的WiFi模塊包括型號(hào)為RTL8188ER的WiFi芯片、內(nèi)置的2.4G WiFi天線，所述的WiFi芯片通過PCIE接口與CPU系統(tǒng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式太陽能路由器，其特征在于:所述的3G模塊包括型號(hào)為QSC6085的3G芯片與CPU系統(tǒng)通過USB總線相連，SM卡由所述的3G模塊控制，3G天線內(nèi)置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種便攜式太陽能路由器，包括為3G路由器供電的蓄電池、蓄電池充電電路，CPU系統(tǒng)、3G模塊和WiFi模塊；還包括設(shè)置在3G路由器外殼外表面的太陽能電池、所述的蓄電池充電電路中包括利用太陽能電池為蓄電池充電的太陽能充電電路和充電管理電路。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新的3G路由器，它可以實(shí)現(xiàn)自體太陽能充電和外部充電兩種充電方式。太陽能充電隨時(shí)隨地，不受室內(nèi)、室外光線的影響；外部充電在有充電場(chǎng)所的地方可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203135515SQ20132013098
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者袁叢清, 朱余浩, 黃洪波 申請(qǐng)人:深圳市共進(jìn)電子股份有限公司