[实用新型]一种基于太阳能的传感器电源装置

说明书

涉及领域

本实用新型涉及一种稳压电源装置，尤其是能在无外供电源的情况下通过太阳能为低功耗传感器提供工作电源。

背景技术

目前，通常的检测传感器均需要供电线路或使用电池提供电能，即使个别发电式温度传感器无需外加电源，但也仍然需要与测量、传输电路的连接，依然需要提供符合要求的电源。有些测控现场在不能提供电源和使用电池不方便的情况下，检测传感器的应用收到了很大的限制。另一方面，目前通常采用的电池供电方式存在持续工作时间短，需要定时更换，对于测控点多且分散、要求实时监控的场合，显然也不能很好的满足要求。

发明内容

本实用新型旨在提供一种既无需外供电源，也无内置电池，以太阳能为能源，为嵌入式智能传感器提供工作电源的装置。可在强电磁干扰、高压、高湿度等恶劣环境中长期稳定的工作。广泛应用于环境检测，仪器设备保护，电厂、变电站安全监控，企业和工程现场的安全报警，工业自动化等领域。

本实用新型设有太阳能发电装置、升压/稳压充电电路、电能存储装置。所述的太阳能发电装置设有一太阳能电池片，安装在具有散热器功能的防水外壳的上表面，朝向受光方向；升压/稳压充电电路安装在壳体的中部且与外壳绝缘；电能存储装置处于整个装置的最底部，与壳体紧密接触以便有效散热。

本实用新型是这样实现供电的：单晶硅太阳能电池散片背面为正极，正面白条为负极，长36毫米，宽10毫米，厚1毫米。正常光照下，一般开路电压在3.5V，短路电流在40～60毫安，大太阳情况下电流最高可达80毫安。将太阳能电池产生的不稳定的电压、小电流输出接入升压/稳压充电电路，该电路根据输入电压的大小能自动转换成升压模式或降压模式；静态电流小(小于55μA)；输入电压在0.5V时，在满负载时也能启动工作；输入工作电压范围宽，从0.3～5.5V；输入低电压锁存的电压可设定；有输出短路保护；有输出电压可设定及固定输出的品种供用户选择；在输出功率较低时有节能模式，可提高效率；有可能强制按固定效率工作；在关闭电源时，负载与输入端断开；有过热保护；工作温度范围-40～+120℃(空气自然散热时推荐-40～+85℃)；小尺寸3mm×3mm QFN封装。经升压/稳压充电电路处理的电能对可充电锂电池充电，并同时供低功耗传感器供电。

本实用新型的有益效果是：适用于检测现场供电受限场合，工作环境不适于普通电池应用的场合，强电磁干扰环境恶劣的检测场合，检测点多且分散的场合，尤其适合于环境监控报警和要求低成本非高精度的信号测量应用，可长期置于户外。根据初步试验表明，可方便的实现温度检测、湿度检测、光照检测、低电压/电流信号检测等应用。

附图说明

图为电路图。

具体实施方式

参见电路图，该装置有三部分组成：太阳能电池板、有升压稳压功能的TPS61200芯片、可充电电池。该装置电能来源于太阳能电池片(单晶硅)，串联一个防止电能回流的二极管SS14(保护太要能电池片)，经过并联一个电容使其功率能够满足芯片的启动，同时该电容也起到了对电能的滤波作用。该装置中用的这个电容器件的容值是1000μF。

第二部分即该装置的核心部分，如图所示，它是由TPS6200和它的外围电路组成。其输出电压可设定，调节电阻R₁和R₂的大小可以改变输出电压值，在该装置中其输出电压设为3.3V，一是因为这个电压值符合负载的需要，再则这个芯片的效率在这个数值时可以达到最高。TPS61200有升压稳压功能。在图中，为了稳定地工作，VAUX经0.1μF的电容接地。此电容器在启动时向C₂充电到一定值后，开关才导通，它对开关管起缓冲作用。C₃是输出电容，一般取C₃＝5L₁(μf/μH)。采用大点容量的C₃可减小输出纹波电压、减小瞬态负载变化引起的输出电压跌落。一般L₁在1.5～4.7μH之间取值，在整个输入电压与输出电压范围内有较好的性能。在该装置中L₁＝2.2μH，所以C₃可以取10μF。输出电压计算式为：V_OUT＝0.5(R₁/R₂+1)V，电阻R₂设为220 KO，则R₁为2.12MKO。