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為了簡化儀器、監視和把持應用的無線通訊所需的配電系統,電源設計師盡力尋找不依賴電網的器件。電池顯然是當即能想到的解決計劃,讓人們產生了能不依賴電網的空想,可是電池需求更換或再充電,這意味著最終還是要連接到電網上,並且需求昂貴的人工干預和維護。我們提出用能量搜集的方式,應用這種方式時,能量是從緊挨著儀器的環境中搜集的,無需連接到電網就可以會所設計使儀器永遠運行,並且最年夜限制地減少或打消了維護需求。
可以搜集各種環境動力以產生電能,包含機械振動、日式住宅設計溫度差和進射光。此中,光伏能量搜集有廣泛的適用范圍,因為光幾乎到處都有,光伏(PV)電池價格相對較低,並且與其他環境能量搜集解決計劃比擬,能產生相對較高的功率。因退休宅設計為光伏能量搜集方式供給相對較高的能量輸出,設計家豪宅所以可用來給無線傳感器節點供電,還可用來給較高功率的電池充電應用供電,以延長電池壽命,從而在某些情況下空間心理學完整無需有線充電。
串聯連接的高壓光伏電池組能供給充分的功率,但單節光伏電池解決計劃卻很少見,因為單節光伏電池在有負載情況下產生的電壓很低,從這么低的電壓難以產生有效的遊艇設計電源軌。幾乎沒有升壓型轉換器能從電壓很低、阻抗相對較高的單節光伏電池產生輸出。不過,LTC3105是專門為應對這類挑戰而設計。該器件具有超低的250m豪宅設計V啟動電壓和可編程最年夜功率點把持,能從富有挑戰性的光伏電源產生年夜多數應用所需的典範電壓軌(1.8~5V)。
清楚光伏電池電源
可以用一個電流源與一個二極管并聯來樹立光伏電源的電天母室內設計模子,如圖1所示。更復雜的模子可顯示一些主要影響,可是就我們的目標而言,這個模子足夠充足了。
圖1簡單的光伏電池模子
反應光伏電以企及的成就。池特徵的兩個常見參數是開路電壓和短路電流。光伏電池的典範電流和電壓曲線如圖2所示。請留意,短路電流是該模子電流發生器的輸出,而開路電壓是該模子二極管的正向電壓。隨著光照耀量的增添,該發生器產生的電流也增添,同時IV曲線向上移動。
圖2典範的光伏電池I-V曲線
為了從光伏電池抽取最年夜功率,電源轉換器的輸進阻抗必須與電池的輸出阻抗婚配,從而使系統能樂齡住宅設計在最年夜功率點上任務。圖3顯示了一個典範的單節光伏電池的功率曲線。為了確保抽取最年夜功率,光伏電池的輸出電壓應該與功率曲線的峰值點相對身心診所設計應。LTC私人招待所設計3105調節供給給負載的輸出電流,以堅持光伏電池的電壓等于最年夜功率點把持引腳設定的電壓。是以可用單個電阻器設定最年夜功率點,并確保從光伏電池抽取最年夜功率和峰值輸出充電電流。
圖3典範光伏電池的功率曲線
可供給幾多功率?
用光伏電池可產生幾多功率取決于多民生社區室內設計種原因。電池的輸出功率與投射到電池上的光強度、電池的總面積以及電池的效力成反比。年常客。夜多數光伏電池都規定在完整直射的太陽光(1000W/m2)下應用,可是在年夜多數應用中,不成能有這么幻想的條件。就依附太陽光任務的設備來說,可從電池獲得的峰值功率能夠很是不難變化,由于天氣、季節、煙霧、灰塵和太陽光進射角的變化,明天與今天比擬有能夠相禪風室內設計差10倍。在充分的太陽光照下,晶體電池視綠設計師電池特徵的分歧而有所分歧,典範輸出功率約為每平方英寸40mW。面積為幾平方英寸的光伏電池足夠給多個遠程傳感器供電以及給電池涓流充電了。
比擬之下,靠室內照明光任務的設備可用能量要少得多。常見的室內照明光的強度約為充分太陽光的0.25%(室內照明光強度與太陽光強度的宏大差別難以察覺,因為人眼能適應很寬的光照強度范THE R3 寓所圍)。室內應用可用的光照量商業空間室內設計低得多,是以呈現了一些設計上的挑戰。即便面積為4平方英寸的年夜型高效力晶體電池,在典範辦公室照明條件下,也僅能產生860μW功率。
選擇最年夜功率點把持電壓
圖4顯示了LTC3105應用的最年夜功率點把持機制的模子。圖3顯示了光伏電池的功率曲線。請留意,當電池電壓牙醫診所設計上升而離開峰值功率點時,光伏電池的功率就會從峰值點急劇降落。是以,普通更盼望低于幻想值而不是高于幻想值的把持電壓,因為功率親子空間設計曲線在高壓端降落得更快。
圖4最年夜功率點把持機制
當選擇MPPC跟蹤電壓時,各種分歧的任務條件都必須考慮。醫美診所設計普通情況下,最年夜功中醫診所設計率點不會隨著照明條件的變化而顯著移動。是以,有能夠做到的是,選擇一個跟蹤電壓,以在很寬的照明強度范圍內,堅持接近最年夜功率點任務。即便在極端照明情況下,任務點能夠不是準確位置于最年夜功率點老屋翻新上,輸出功率比擬感性情況的下降凡是也僅為5%~10%無毒建材。
就圖5所示功率曲線而言,0.4V的MPPC電壓在兩種極端照明條件下都產生接近最年夜功率點的機能。在這兩種情況下,與最年夜功率點之間的電壓差約為20mV,從而產生了不到3%的功率損掉。
圖5當選擇最年夜功率點電壓時,選擇較低的電壓以防止電壓陡降
作為一個經驗法則,最年侘寂風夜功率點把持電壓應該約為光伏電池開路電壓的75%~80%。讓電池跟蹤這樣的電壓,所產生的電池輸出電流為短路電流的75%~80%。
在室外照明情況下給鋰離子電池充電
應用光伏電源的應用面臨的挑戰之一是,在暗中和光照量較低的情況下,輸進功率缺乏。就年夜多數應用而言,這種挑戰使得有需要應用能量存儲組件,例如足夠年夜的超級電容器或可再充電電池,以在最長預期暗中時間內也能正常供電。
應用圖6所示的LTC3105電路和一個2英寸×1英寸的多晶光伏電池給鋰離子電池充電,所測得的充電電流曲線如圖7所示。圖7中下面的曲線顯示,在天氣陰沉、陽光充分的典範情況下的充電電流;上面的曲線則顯示,在陰云密布時觀察到的充電電流。即便在這類光照量很低的情況下,在整個白日也能堅持250μA或更年夜一些的充電電流,這相當于給電池供給了總共6mAh的充電。
圖6鋰離子電池充電電路
圖7兩平方英寸光伏電池的充電曲線
選擇合適的能量存儲器件
就儲存搜集的能量而言,有健康住宅良多可選計劃,包含種類單一的可再充電電池技術和高能量密度電容器。沒有一種技術能適用于一切應用。為應用選擇存儲組件時,要考慮良多原因,包含自放電速度、最年夜充電和放電電流、電壓靈敏度和周期壽命。
在光伏應用中,自放電速度尤其主要。在年夜多數光伏電源應用中,可用充電電流都很無限,高的自放電速度能夠耗費年夜部門來自光伏電源的可用能量。有些能量存儲組件(例如年夜型超級電容器)自放電電流也許超過100μA,這又能夠顯著減少白日充電周期積累的凈電荷。
另一個關鍵考慮原因是能量存儲器件的充電速度。例如,最年夜充電電流為300μA的鋰離子幣形電池需求在電池和L綠裝修設計TC3105輸出之間有一個年夜的電阻器,以避免過流情況。這能夠限制能搜集的能量,從而減少可用于應用的能量。
在良多情況loft風室內設計下,充電速度與另一個主要原因“周期壽命”成反比。存儲組件的周期壽命決定該組件不消維護可以在現場任務多長時間。普通而言,更快的充電和放電會縮短組件的任務壽命。超級電容器擁有很是長的周期壽命,而用相對較高的電流(電荷>1C)給電池充電會縮短壽命。除了充電和放電速度,每個充電/放電周期的深度也能夠影響電池壽命,周期越深,壽命越短。
某些類型的電池,尤其是鋰離子電池和薄膜電池,最高和最低電壓都必須仔細把持。在LTC3新古典設計105應用中,最高充電電壓獲得了傑出把標籤: 娛樂圈、女強人、女配、穿越持,因為當輸出進進穩定養生住宅狀態后,轉換器終止充電。為了避大直室內設計免過充電,LTC3105可與LTC4071并聯電池充電器一路應用,如圖8所示。
圖8用單節光伏電池任務的鋰離子涓流充電器
圖9單節光伏電池鎳氫金屬電池涓流充電器
圖10單節電池供電的遠程無線傳感器
結論
LTC3105是一款完全的單芯片解決計劃,適用于從低本錢、單節光伏電池搜集能量。其集成的最年夜功率點把持和低壓啟動效能允許直接用單節光伏電池任務,并確保最佳能量抽取。LTC3客變設計105可用出現在家鄉的社區裡。宋微神色平靜地回答:「出了來直接給電路供電,或給能量存儲器件充電,以允許在暗中或光照很少時任務。LTC3105使其有能夠實現自立遠程傳感器節點、數據搜集系統,以及其他請求不依賴電網和最低限制維護的應用。
TC:jiuyi9follow8
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