一种基于水力发电的供电装置、方法及感应龙头与流程
本申请涉及水力发电，特别是涉及一种基于水力发电的供电装置、方法及感应龙头。
背景技术：
1、设置在导水管内的水力发电机，在导水管内的水流动时，能够产生电能。如果将水力发电机产生的电能进行利用，能够满足应用(如感应龙头、智能马桶等)的供电需求。对于使用外部电源供电的应用，能够减少因停电等导致无法使用的风险；对于使用电池供电的应用，能够减少需要频繁充电的麻烦。现有的通过水力发电机供电的感应龙头，将水力发电机输出的电能给电池充电，来实现供电。如申请号“202210326296.0”，专利名称“一种无外接电源智能自动红外感应水龙头”，蓄水箱体内水流加水时通过发电机进行发电并供充电蓄电池进行存储及给电磁阀供电。在水龙头使用频繁的场所，这种供电方式会对蓄电池进行频繁的充放电，会降低锂电池的使用寿命。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于水力发电的供电装置、方法及感应龙头，在水力发电机工作时，其产生的电能直接供给第一超级电容和负载模块，并通过第一(大)超级电容给第二(小)超级电容充电，在第二超级电容快速充满电后，通过第二超级电容负载模块提供稳定的电能，本发明的锂电池仅在水力发电机不工作且超级电容没电的情况才进行临时供电，锂电池充放电次数减少，使用寿命增加。
2、本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，一种基于水力发电的供电装置，包括：水力发电模块、第一超级电容、第二超级电容、锂电池、控制模块和采样模块；所述水力发电模块与第一超级电容相连接；所述第一超级电容和锂电池分别与所述第二超级电容相连接；所述水力发电模块、第一超级电容和第二超级电容分别与负载模块相连接；所述控制模块与采样模块相连接，接收采样模块检测到的第一超级电容、第二超级电容和锂电池的电压，并根据检测到的电压控制负载模块的供电；其中，第一超级电容的电容大于第二超级电容。
4、优选的，所述的基于水力发电的供电装置，还包括充电模块；所述充电模块设置在所述负载模块与锂电池之间，或者，所述充电模块设置在所述水力发电模块与锂电池之间；所述充电模块包括充电开关和充电电路，所述控制模块与充电开关相连接以进行控制。
5、优选的，所述的基于水力发电的供电装置，还包括升压模块；所述第一超级电容和所述锂电池分别与所述升压模块的输入端相连接，所述升压模块的输出端与所述第二超级电容相连接。
6、优选的，所述升压模块包括相连接的升压开关和升压电路；所述控制模块与升压开关相连接以进行控制。
7、优选的，所述锂电池与所述负载模块分别与所述控制模块相连接以供电。
8、优选的，所述的基于水力发电的供电装置，还包括ldo模块；所述锂电池和所述负载模块分别与所述ldo模块的输入端相连接，所述ldo模块的输出端与所述控制模块相连接。
9、优选的，所述水力发电模块包括依次连接的水力发电机、整流滤波电路和稳压电路；所述稳压电路与所述第一超级电容和负载模块分别相连接。
10、优选的，所述的基于水力发电的供电装置，还包括：水流量检测模块；所述水流量检测模块与所述水力发电模块和控制模块分别相连接，以将检测到的水流量发送给控制模块。
11、第二方面，一种基于水力发电的供电方法，包括：
12、水力发电机工作时，将其产生电能进行处理后输出至负载模块以供电，以及输出至第一超级电容以充电；
13、如果所述第一超级电容的电压在第一预设值小于第二预设值之间，所述第一超级电容通过升压电路给所述第二超级电容充电；所述第二超级电容充满电后，输出电压至负载模块以供电；其中，第一超级电容的电容大于第二超级电容；
14、如果所述第一超级电容的电压大于第二预设值，输出电压至负载模块以供电。
15、优选的，所述的基于水力发电的供电方法，还包括：负载模块输出电压至控制模块以供电。
16、优选的，所述的基于水力发电的供电方法，还包括：
17、水力发动机不工作时，判断第二超级电容是否满电，如果满电，通过第二超级电容给负载模块供电；
18、如果第二超级电容未满电，判断第一超级电容的电压是否大于第二预设值，如果大于，第一超级电容输出电压至负载模块以供电，如果所述第一超级电容的电压在第一预设值小于第二预设值之间，第一超级电容通过升压电路给所述第二超级电容充电，所述第二超级电容充满电后，输出电压至负载模块以供电；
19、如果所述第一超级电容的电压小于第一预设值，锂电池通过升压电路给所述第二超级电容充电，所述第二超级电容充满电后，输出电压至负载模块以供电。
20、优选的，所述的基于水力发电的供电方法，还包括：如果锂电池的电压大于负载电压，锂电池直接给控制模块供电；否则，负载模块输出电压至控制模块以供电。
21、优选的，所述的基于水力发电的供电方法，还包括：如果锂电池电能不够，通过外部充电设备对锂电池充电；或使用外部电源直接给第二超级电容充电。
22、第三方面，一种感应龙头，包括所述的供电装置，所述供电装置设置在导水管内，所述负载模块包括感应模块和电磁阀；所述感应龙头还包括：固定在所述导水管端部的出水龙头；所述感应模块设置在出水龙头的一侧，所述电磁阀设置在导水管内，所述控制模块基于接收到的感应模块的信号控制电磁阀动作。
23、本发明具有如下有益效果：
24、(1)本发明的水力发电机工作时，其产生的电能直接供给第一超级电容和负载模块，第一(大)超级电容在获得小部分电能后就可以通过升压模块给第二(小)超级电容充电，在第二超级电容快速充满电后，就可以通过第二超级电容负载模块提供稳定的电能，从而提高水力发电的电能利用率；第一(大)超级电容在充满电后，可以切换到通过第一(大)超级电容给负载供电，进一步减少充电过程，提高电能利用率；此外，在第一(大)超级电容在充满电且水力发电机还在工作的情况下，控制模块打开控制开关通过负载输出或水力发电模块的输出给锂电池充电，实现电能的充分利用；
25、(2)本发明的锂电池仅在水力发电机不工作且超级电容没电的情况才进行临时供电，能够减缓锂电池充放电次数，锂电池充放电次数减少，使用寿命增加；
26、(3)本发明通过水力发电和锂电池配合使用来给控制模块供电，在水力发电机不工作且超级电容没电的情况下，优先通过锂电池给负载模块及控制模块供电，以在接收负载模块的感应(触发)信号后控制负载模块中的阀门(开关)开启，从而控制导水管内的水流动以驱动水力发电机工作，后续由水力发电产生的电能来给负载模块及控制模块供电。
27、为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
技术特征：
1.一种基于水力发电的供电装置，其特征在于，包括：水力发电模块、第一超级电容、第二超级电容、锂电池、控制模块和采样模块；所述水力发电模块与第一超级电容相连接；所述第一超级电容和锂电池分别与所述第二超级电容相连接；所述水力发电模块、第一超级电容和第二超级电容分别与负载模块相连接；所述控制模块与采样模块相连接，接收采样模块检测到的第一超级电容、第二超级电容和锂电池的电压，并根据检测到的电压控制负载模块的供电；其中，第一超级电容的电容大于第二超级电容。
2.根据权利要求1所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，还包括充电模块；所述充电模块设置在所述负载模块与锂电池之间，或者，所述充电模块设置在所述水力发电模块与锂电池之间；所述充电模块包括充电开关和充电电路，所述控制模块与充电开关相连接以进行控制。
3.根据权利要求1所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，还包括升压模块；所述第一超级电容和所述锂电池分别与所述升压模块的输入端相连接，所述升压模块的输出端与所述第二超级电容相连接。
4.根据权利要求3所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，所述升压模块包括相连接的升压开关和升压电路；所述控制模块与升压开关相连接以进行控制。
5.根据权利要求1所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，所述锂电池与所述负载模块分别与所述控制模块相连接以供电。
6.根据权利要求5所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，还包括ldo模块；所述锂电池和所述负载模块分别与所述ldo模块的输入端相连接，所述ldo模块的输出端与所述控制模块相连接。
7.根据权利要求1所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，所述水力发电模块包括依次连接的水力发电机、整流滤波电路和稳压电路；所述稳压电路与所述第一超级电容和负载模块分别相连接。
8.根据权利要求1所述的基于水力发电的供电装置，其特征在于，还包括：水流量检测模块；所述水流量检测模块与所述水力发电模块和控制模块分别相连接，以将检测到的水流量发送给控制模块。
9.一种基于水力发电的供电方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的基于水力发电的供电方法，其特征在于，还包括：负载模块输出电压至控制模块以供电。
11.根据权利要求9所述的基于水力发电的供电方法，其特征在于，还包括：
12.根据权利要求11所述的基于水力发电的供电方法，其特征在于，还包括：如果锂电池的电压大于负载电压，锂电池直接给控制模块供电；否则，负载模块输出电压至控制模块以供电。
13.根据权利要求12所述的基于水力发电的供电方法，其特征在于，还包括：如果锂电池电能不够，通过外部充电设备对锂电池充电；或使用外部电源直接给第二超级电容充电。
14.一种感应龙头，其特征在于，包括如权利要求1～8中任意一项所述的供电装置，所述供电装置设置在导水管内，所述负载模块包括感应模块和电磁阀；所述感应龙头还包括：固定在所述导水管端部的出水龙头；所述感应模块设置在出水龙头的一侧，所述电磁阀设置在导水管内，所述控制模块基于接收到的感应模块的信号控制电磁阀动作。
技术总结
本发明提供一种基于水力发电的供电装置、方法及感应龙头，包括：水力发电模块、第一超级电容、第二超级电容、锂电池、控制模块和采样模块；所述水力发电模块与第一超级电容相连接；所述第一超级电容和锂电池分别与所述第二超级电容相连接；所述水力发电模块、第一超级电容和第二超级电容分别与负载模块相连接；所述控制模块与采样模块相连接，接收采样模块检测到的第一超级电容、第二超级电容和锂电池的电压，并根据检测到的电压控制负载模块的供电。本发明的水力发电的电能利用率高，能够给负载模块提供稳定的电能，并且能够减缓减小锂电池充放电次数，增加锂电池使用寿命。
技术研发人员：陈俊聪,罗晓宇,苏文坤
受保护的技术使用者：厦门松霖科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5