一种适合户外的简易发电电路

1.本实用新型属于发电技术领域，尤其涉及一种适合户外的简易发电电路。


背景技术：

2.在日常生活中，直流电比交流电应用的范围广泛，在户外环境中可以利用风能、水能或者手摇发电，但是这种发电机产生的是交流电，如果在户外可以轻松取得直流电对户外工作帮助很大，因此需要一种在户外生产直流电的简易发电电路。
3.公开号为cn113890390a的专利申请公开了一种波浪能发电装置的直流转换系统及运行方法，其系统包括搭载在海洋装备上的波浪能发电装置，所述波浪能发电装置所产生的交流电源与整流单元相连通；所述整流单元与滤波单元相连，所述滤波单元与dc/dc变换单元相连，所述dc/dc变换单元与稳压单元相连，所述稳压单元与储能单元相连，所述储能单元与海洋装备的用电单元相连，并提供稳定的电能。该装置并不适用于户外发电。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种可以在户外生产直流电的一种适合户外的简易发电电路。
5.一种适合户外的简易发电电路，包括户外发电单元、整流单元、储能单元、升压单元；
6.户外发电单元，用于产生交流电压并输出；
7.整流单元，与户外发电单元的输出端连接，用于将户外发电单元产生的交流电压整流为直流电压并输出；
8.储能单元，用于接收并存储整流单元输出的直流电压；
9.滤波单元，用于保证电压输出的恒定，包括第二电容c1，所述第二电容c1 连接在储能单元输出端两端；
10.升压单元，接收滤波单元输送的直流电压，并将直流电压进行升压后输出，使升压后的直流电压的电压值处于负载的工作电压范围内。
11.进一步的，所述第一电容c6为超级电容，所述储能单元包括第一电容c6、齐纳二极管d1，所述第一电容c6的一端接地，另一端与整流单元的输出端连接，所述齐纳二极管d1的两端分别与第一电容c6的两端连接。
12.进一步的，所述整流单元采用四个二极管两两对接形成桥式整流电路。
13.进一步的，所述升压单元包括mc34063升压芯片u1，所述mc34063升压芯片 u1的6号管脚通过耦合电容c3与滤波单元的输出端连接，所述mc34063升压芯片u1的6号管脚与7号管脚之间设置有安全电阻rsc，所述1号管脚与8号管脚之间依次设置有电感l1和驱动电阻r2，所述mc34063升压芯片u1的1号管脚与5号管脚之间依次设置第一分压电阻r3和第二分压电阻r4，所述mc34063 升压芯片u1的3号管脚通过定时电容c4接地。
14.进一步的，所述电感l1和第一分压电阻r3之间设置有第一二极管d2。
15.进一步的，所述升压单元的输出端连接有第三电容c5。
16.进一步的，所述户外发电单元包括发电机，所述发电机的转轴与驱动装置可拆卸连接。进一步的，所述驱动装置包括驱动机构和连接端，所述连接端设置有转轴插孔，所述发电机的转轴插入转轴插孔内，所述转轴和转轴插孔为互相适配的方形结构。
17.进一步的，所述驱动端为叶片或摇手柄。
18.有益效果：利用发电电路中的发电单元、整流单元、储能单元、稳压单元、升压单元，将户外的机械能转换为交流电后，经整流、升压转换成更方便使用的直流电，让人们在户外使用更加方便。
附图说明
19.图1为本实用新型所提出的一种适合户外的简易发电电路的发电流程图；
20.图2为本实用新型所提出的一种适合户外的简易发电电路电路原理图；
21.图3为本实用新型所提出的一种适合户外的简易发电电路发电机结构示意图；
22.图4为本实用新型所提出的一种适合户外的简易发电电路发电叶片的结构示意图；
23.图5为本实用新型所提出的一种适合户外的简易发电电路发电摇手柄的结构示意图。
24.图中：1-发电机、2-转轴插孔、3-转轴、4-叶片、5-摇手柄、6-连接端。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述。
26.参照图1，一种适合户外的简易发电电路，包括户外发电单元、整流单元、储能单元、升压单元；户外发电单元，用于产生交流电压并输出；整流单元，与户外发电单元的输出端连接，用于将户外发电单元产生的交流电压整流为直流电压并输出；储能单元，用于接收并存储整流单元输出的直流电压，所述储能单元包括第一电容c6、齐纳二极管d1，所述第一电容c6的一端接地，另一端与整流单元的输出端连接，所述齐纳二极管d1的两端分别与第一电容c6的两端连接，所述第一电容c6为超级电容；滤波单元，用于保证电压输出的恒定，包括第二电容c1，所述第二电容c1的两端与齐纳二极管d1的两端连接；升压单元，接收滤波单元输送的直流电压，并将直流电压进行升压后输出，使升压后的直流电压的电压值处于负载的工作电压范围内。户外发电单元采用微型长轴交流发电机 1通过水流冲刷、风力带动和手摇转动电机发电，这种方式产生电流是交流电，这种交流电在本实用新型的电路作用下变成可以直接供直流用电设备使用的直流电，户外用电设备包括电灯、风扇等。具体是户外发电单元产生的交流电在整流单元的整流作用下变成直流电，所述直流电通过储能单元存储，由于储能单元在放电的过程中电压会下降，为了保证电压的恒定，因此需要在储能单元的输出端设置稳压单元，通过稳压单元的作用，是电路输出一个恒定的3.3v左右的直流电，由于户外的用电设备的工作电压普遍在30v左右，因此需要将发电电路中的3.3v的直流电压提升到30v以保证户外用电设备的稳定工作，因此本实用新型中，在稳压电路的输出端还设有用于升压的升压单元。本实用新型设计的在户外发电的简易发电电路，结构简单，成本低廉，适合家庭出游携带。
27.第一电容c6的容值越大，充电需要的时间越长，另一方面，电容值越大，在负载相同的情况下，供电时间也越长。由于第一电容c6为用于充放电的超级电容，因此第一电容c6的电压比标准的电解电容低得多，所以必须接一个齐纳二极管bzx85c30来防止超级电容两端的电压超过其额定最大电压。
28.所述滤波单元包括第二电容c1，所述第二电容c1的两端与第一电容c6的两端连接。接通负载之后，第一电容c6开始放电,第一电容c6上的电压开始下降，为了保证输出电压恒定，必须采用第二电容来作为滤波电容，使其输出恒定的3.3v左右的直流电流。
29.参照图2，所述整流单元采用四个二极管两两对接形成桥式整流电路。为了保证工作的可靠性和高效率，本实用新型采用具有较低正向压降和较低反向泄漏电流的肖特基二极管1n5820，电路中采用四只1n5820二极管构成一个桥式整流电路br1，将户外发电单元产生的交流电转换为直流电。
30.所述升压单元包括mc34063升压芯片u1，所述mc34063升压芯片u1包括八个管脚，所述mc34063升压芯片u1的6号管脚通过耦合电容c3与滤波单元的输出端连接，所述mc34063升压芯片u1的6号管脚与7号管脚之间设置有采样电阻rsc，所述1号管脚与8号管脚之间依次设置有电感l1和第二电阻r2，所述 mc34063升压芯片u1的1号管脚与5号管脚之间依次设置第一分压电阻r3和第二分压电阻r4，所述mc34063升压芯片u1的3号管脚通过定时电容c4接地。所述电感l1和第一分压电阻r3之间设置有第一二极管d2。所述升压单元的输出端连接有第三电容c5。
31.所述升压芯片u1与稳压单元的输出端连接，所述升压芯片u1用于将3.3v 的直流电压转变为30v的交流电压。所述升压芯片u1采用电压变换器mc34063，所述电压变换器mc34063可将输入2.5～40v直流变成输出1.25～40v的直流，但使用时输入输出电压绝对值之和不能超多40v，否则不能安全稳定工作，所以在该设计中输出电压最高为直流30v。
32.mc34063升压电路将3.3v的直流电源经输入端耦合电容c3将电压输入 mc34063的输入引脚6，电流限制通过检测连接在6脚和7脚之间安全电阻rsc上的压降来实现，当检测到电阻上的电压降接近超过0.3v时，电流限制电路开始工作，这时通过3脚对定时电容c4进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。电感l1开始存储能量，而由c4对负载提供能量。电感l1在释放能量期间，由于其两端的电动势极性与电源极性相同，相当于两个电源串联，负载上得到的电压高于电源电压。开关管导通与关断的频率称为芯片的工作频率。只要此频率相对负载的时间常数足够高，负载上便可获得连续的直流电压。
33.外接定时电容c4不断的充电和放点以产生振荡波形，6、7脚之间串联一个采样电阻rsc，并监控该电阻两端电压的跌落情况来实现限流，接8脚的驱动电阻r2，驱动内部驱动管集电极口。输出电压需要通过分压得到一个1.25v的电压反馈到5脚，采用两个分压电阻r3和r4串联进行分压。为了电路的稳定工作，还需要接二极管d2，快速开关二极管要求高效的场合必须使用in5819，防止电路中的电容放电视出现的高压损坏现象。c5是输出电压的滤波电容，决定输出电压纹波系数，滤波后可输出30v直流电。
34.参照图3，所述户外发电单元包括发电机1，所述发电机1转轴3的端部可拆卸连接有驱动装置。这个驱动装置根据不同的能源更换不同的设备，主要用于驱动发电机1转轴3转动以产生交流电。
35.参照图4和图5，所述驱动装置包括驱动端和连接端6，所述连接端6设置有转轴插孔2，所述发电机1转轴3插入转轴插孔2内。在本实施例中，电机转轴3和转轴插孔2都为长方体形，防止转轴3与转轴插孔2之间出现打滑的情况。所述驱动端为叶片4或摇手柄5，安装叶片4时，可以通过电机转轴3端部的插销固定叶片的位置，可以将发电电路放置在空地或者水中，利用风能和水能带动叶片4转动，从而将机械能转换为电能。安装摇手柄5时，手摇带动转轴3转动发电。本实用新型保证可以在有风的地方利用风能、有水的利用水能、没有风能水能的地方手摇发电，保证了户外的供电，并且通过本实用新型的发电电路，有效的将发电机1产生的交流电转换为直流电，使其供电更加的方便。