为了简化仪器、监督和操控运用的无线通信所需的配电体系,电源规划师尽力寻觅不依靠电网的器材。电池显然是立即能想到的解决方案,让人们发生了能不依靠电网的梦想,可是电池需求替换或再充电,这意味着终究仍是要衔接到电网上,并且需求贵重的人工干预和保护。咱们提出用能量搜集的办法,运用这种办法时,能量是从紧挨着仪器的环境中搜集的,无需衔接到电网就能够使仪器永久运转,并且最大极限地削减或消除了保护需求。
能够搜集各种环境动力以发生电能,包含机械振动、温度差和入射光。其间,光伏能量搜集有广泛的适用范围,由于光简直处处都有,光伏(PV)电池价格相对较低,并且与其他环境能量搜集解决方案比较,能发生相对较高的功率。由于光伏能量搜集办法供给相对较高的能量输出,所以可用来给无线传感器节点供电,还可用来给较高功率的电池充电运用供电,以延伸电池寿数,从而在某些情况下彻底无需有线充电。
串联衔接的高压光伏电池组能供给满足的功率,但单节光伏电池解决方案却很罕见,由于单节光伏电池在有负载情况下发生的电压很低,从这么低的电压难以发生有用的电源轨。简直没有升压型转换器能从电压很低、阻抗相对较高的单节光伏电池发生输出。不过,LTC3105是专门为应对这类应战而规划。该器材具有超低的250mV发动电压和可编程最大功率点操控,能从赋有应战性的光伏电源发生大多数运用所需的典型电压轨(1.8~5V)。
了解光伏电池电源
能够用一个电流源与一个二极管并联来树立光伏电源的电模型,如图1所示。更杂乱的模型可显现一些非有必要影响,可是就咱们的意图而言,这个模型满足充分了。
图1 简略的光伏电池模型
反映光伏电池特性的两个常见参数是开路电压和短路电流。光伏电池的典型电流和电压曲线如图2所示。请注意,短路电流是该模型电流发生器的输出,而开路电压是该模型二极管的正向电压。跟着光照耀量的添加,该发生器发生的电流也添加,一起 IV 曲线向上移动。
图2 典型的光伏电池I-V曲线
为了从光伏电池抽取最大功率,电源转换器的输入阻抗有必要与电池的输出阻抗匹配,从而使体系能在最大功率点上作业。图3显现了一个典型的单节光伏电池的功率曲线。为了保证抽取最大功率,光伏电池的输出电压应该与功率曲线的峰值点相对应。LTC3105 调理供给给负载的输出电流,以坚持光伏电池的电压等于最大功率点操控引脚设定的电压。因而可用单个电阻器设定最大功率点,并保证从光伏电池抽取最大功率和峰值输出充电电流。
图3 典型光伏电池的功率曲线