太陽能供電電源及應用其的無線傳感節點制造技術

本實用新型專利技術提供一種太陽能供電電源及應用其的無線傳感節點，所述太陽能電池板的第一輸出端通過所述電容充電控制電路與所述超級電容的輸入端連接；所述太陽能電池板的第二輸出端通過所述電池充電控制電路與所述充電電池的輸入端連接；所述超級電容的第一輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第一輸入端；所述充電電池的第一輸出端以及所述超級電容的第二輸出端均連接到所述供電切換電路的輸入端，所述供電切換電路的輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第二輸入端；所述升壓穩壓電路的輸出端連接到所述供電輸出接口的輸入端。本實用新型專利技術具有無污染、低成本、超低功耗和超長使用壽命的優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于太陽能應用
，具體涉及一種太陽能供電電源及應用其的無線傳感節點。
技術介紹
隨著物聯網技術的日益發展，無線傳感網絡節點越來越具有數量龐大和分布廣泛的特點。目前，無線傳感網絡節點通常采用的供電電源為干電池。因此，一方面，由于干電池壽命有限，所以，為數量眾多且分布廣泛的無線傳感網絡節點更換電池需要耗費大量的人力和財力，具有更換不方便的缺陷；另一方面，更換干電池會造成嚴重的二次環境污染。因此，供電電源已成為目前物聯網發展的瓶頸。
技術實現思路
針對現有技術存在的缺陷，本技術提供一種太陽能供電電源及應用其的無線傳感節點，具有無污染、低成本、超低功耗和超長使用壽命的優點。本技術采用的技術方案如下本技術提供一種太陽能供電電源，包括太陽能電池板、超級電容、電容充電控制電路、充電電池、電池充電控制電路、供電切換電路、升壓穩壓電路和供電輸出接口；所述太陽能電池板的第一輸出端通過所述電容充電控制電路與所述超級電容的輸入端連接；所述太陽能電池板的第二輸出端通過所述電池充電控制電路與所述充電電池的輸入端連接；所述超級電容的第一輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第一輸入端；所述充電電池的第一輸出端以及所述超級電容的第二輸出端均連接到所述供電切換電路的輸入端，所述供電切換電路的輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第二輸入端；所述升壓穩壓電路的輸出端連接到所述供電輸出接口的輸入端。優選的，所述電容充電控制電路包括第一電容電壓探測電路和第一開關IC器件；所述第一開關IC器件的第一輸入端與所述太陽能電池板的所述第一輸出端連接，所述第一開關IC器件的輸出端與所述超級電容的輸入端連接；所述第一電容電壓探測電路的輸入端與所述超級電容的第三輸出端連接，所述第一電容電壓探測電路的輸出端連接到所述第一開關IC器件的第二輸入端。優選的，所述電池充電控制電路包括電池電壓探測電路和第二開關IC器件；所述第二開關IC器件的第一輸入端與所述太陽能電池板的所述第二輸出端連接，所述第二開關IC器件的輸出端與所述充電電池的輸入端連接；所述電池電壓探測電路的輸入端與所述充電電池的第二輸出端連接，所述電池電壓探測電路的輸出端連接到所述第二開關IC器件的第二輸入端。優選的，所述供電切換電路包括第二電容電壓探測電路和第三開關IC器件；所述第三開關IC器件的第一輸入端與所述充電電池的第一輸出端連接，所述第三開關IC器件的輸出端與所述升壓穩壓電路的第二輸入端連接；所述第二電容電壓探測電路的輸入端與所述超級電容的第二輸出端連接，所述第二電容電壓探測電路的輸出端與所述第三開關IC器件的第二輸入端連接。優選的，還包括電容電量監測電路；所述電容電量監測電路的輸入端與所述超級電容的第四輸出端連接。優選的，所述升壓穩壓電路為3. 3V DC-DC升壓穩壓芯片。本技術還提供一種無線傳感節點，所述無線傳感節點的供電電源為上述的太陽能供電電源。本技術的有益效果如下本技術提供的太陽能供電電源，用于小功率電路的供電，具有以下優點(I)超低功耗太陽能供電電源所采用的每個IC芯片都是精選超低功耗IC芯片，芯片電路電流都是nA級。(2)超低啟動電壓太陽能供電電源最低啟充電壓為O. 9V ;例如1W，6V的太陽能電池板在室內燈光下就能產生大于IV的電壓。(3)超長壽命在反復充放電的情況下，超級電容壽命長達90000小時，遠大于一般的蓄電池壽命。(4)超長一次工作時長太陽能供電電源在超級電容和充電電池自動切換的工作狀態下，在連續無光照惡劣天氣下一次工作時間長達一個月以上。(5)無MCU :太陽能供電電源中采用的各種電路都是在太陽能供電下由硬件電路自動觸發完成的。(6)快速充電在一般的情況下，每天充電2小時即可達到飽和。(7)綠色環保、無污染太陽能是潔凈新能源，超級電容也是綠色無污染產品。(8)應用范圍廣太陽能供電電源輸出的電源均是經過升壓穩壓電路調理的，因此，只需更改升壓穩壓電路的相關設置，即能實現任意電壓值的穩壓輸出。附圖說明圖I為本技術提供的太陽能供電電源的結構示意圖；圖2為一種應用本技術提供的太陽能供電電源的場景結構圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術進行詳細說明如圖I所示，本技術提供的太陽能供電電源包括太陽能電池板、超級電容、電容充電控制電路、充電電池、電池充電控制電路、供電切換電路、升壓穩壓電路和供電輸出接口 ；所述太陽能電池板的第一輸出端通過所述電容充電控制電路與所述超級電容的輸入端連接；所述太陽能電池板的第二輸出端通過所述電池充電控制電路與所述充電電池的輸入端連接；所述超級電容的第一輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第一輸入端；所述充電電池的第一輸出端以及所述超級電容的第二輸出端均連接到所述供電切換電路的輸入端，所述供電切換電路的輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第二輸入端；所述升壓穩壓電路的輸出端連接到所述供電輸出接口的輸入端。其中，由于超級電容和充電電池輸出電壓隨能量的釋放而減少，自身無法達到穩定輸出，因此，為實現向用電設備輸出穩定電壓的目的，并且實現更充分的利用剩余能量，在超級電容和充電電池輸出接口都經過升壓穩壓電路連接供電輸出接口 ；具體的，升壓穩壓電路可以采用DC-DC升壓穩壓芯片，穩壓值可以為3.3V。外接電感、電容和二極管構建Boost變換器，O. 9V到2. 7V的電壓經過升壓穩壓模塊后可以實現3. 3V恒壓輸出。其中，Boost變換器又稱為升壓變壓器、并聯開關電路或三段開關型升壓穩壓器，是一種采用開關電路的方式實現低壓輸入變成高壓輸出的功能。以下對本技術涉及的各部件分別詳細介紹(一)太陽能電池板太陽能電池板是將太陽的輻射光能轉換為電能的設備。目前應用最為廣泛的太陽能電池板主要是普通單晶硅和多晶硅，采用高效率的單晶硅或者多晶硅太陽電池片制造，其轉換效率高達15%，使用壽命高達25年以上，具有衰減小、可靠性好和壽命長的優點。(二)超級電容超級電容是一種介于傳統電容和二次電池之間的新型儲能器件，兼有傳統電容的高功率和電池高能量的特性，同時還具有高比功率、大電流充放電能力、長壽命、超低溫性能、高可靠性和綠色環保等特點。(三)充電電池本技術中，充電電池為采用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，又稱磷酸鐵鋰電池。具有以下優點(I)使用壽命長其循環壽命達到2000次以上。(2)可在2C大電流快速放電，I. 5C充電40分鐘即可充滿。(3)無記憶效應電池無論處于任何狀態，均可隨充隨用，無須先放完電才能再充電。(4)耐高溫性能電熱峰值可達350°C _500°C。(5)電池所用材料的污染小。(四)電容充電控制電路電容充電控制電路主要用于控制超級電容的充電情況。實際使用中，電容充電控制電路包括第一電容電壓探測電路和第一開關IC器件；所述第一開關IC器件的第一輸入端與所述太陽能電池板的所述第一輸出端連接，所述第一開關IC器件的輸出端與所述超級電容的輸入端連接；所述第一電容電壓探測電路的輸入端與所述超級電容的第三輸出端連接，所述第一電容電壓探測電路的輸出端連接到所述第一開關IC器件的第二輸入端。其工作原理為太陽能電池板按照光電轉換原理將光能轉換為電能，作為供電電源給超級電容充電；第一電容電壓探測電路檢測超級電容的端電壓，當檢測到的超級本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能供電電源，其特征在于，包括太陽能電池板、超級電容、電容充電控制電路、充電電池、電池充電控制電路、供電切換電路、升壓穩壓電路和供電輸出接口；所述太陽能電池板的第一輸出端通過所述電容充電控制電路與所述超級電容的輸入端連接；所述太陽能電池板的第二輸出端通過所述電池充電控制電路與所述充電電池的輸入端連接；所述超級電容的第一輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第一輸入端；所述充電電池的第一輸出端以及所述超級電容的第二輸出端均連接到所述供電切換電路的輸入端，所述供電切換電路的輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第二輸入端；所述升壓穩壓電路的輸出端連接到所述供電輸出接口的輸入端。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能供電電源，其特征在于，包括太陽能電池板、超級電容、電容充電控制電路、充電電池、電池充電控制電路、供電切換電路、升壓穩壓電路和供電輸出接口；所述太陽能電池板的第一輸出端通過所述電容充電控制電路與所述超級電容的輸入端連接；所述太陽能電池板的第二輸出端通過所述電池充電控制電路與所述充電電池的輸入端連接；所述超級電容的第一輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第一輸入端；所述充電電池的第一輸出端以及所述超級電容的第二輸出端均連接到所述供電切換電路的輸入端，所述供電切換電路的輸出端連接到所述升壓穩壓電路的第二輸入端；所述升壓穩壓電路的輸出端連接到所述供電輸出接口的輸入端。2.根據權利要求I所述的太陽能供電電源，其特征在于，所述電容充電控制電路包括第一電容電壓探測電路和第一開關IC器件；所述第一開關IC器件的第一輸入端與所述太陽能電池板的所述第一輸出端連接，所述第一開關IC器件的輸出端與所述超級電容的輸入端連接；所述第一電容電壓探測電路的輸入端與所述超級電容的第三輸出端連接，所述第一電容電壓探測電路的輸出端連接到所述第一開關IC器件的第二輸入端。3.根據權利要求I所述的太陽能供電電源，其特征在于，所述電池充電控制電路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛續飛，韓建康，劉云浩，
申請(專利權)人：無錫賽思匯智科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：