無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點太陽能電源系統(tǒng)設(shè)計
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1．2 供電管理單元
供電管理單元具有2方面的功能：一是為了不使鋰電池深度放電，需要對其放電門限進行設(shè)置；二是獲取當前電池的電壓以決定節(jié)點采取的功耗模式。
由MAX680及MAX8211構(gòu)成的鋰電池放電門限設(shè)置電路如下圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162090.htm
在該電路中，當鋰電池電壓下降到由R1和R5所決定的門限電壓時，MAX8211就會截止MAX680的供電電壓，最后使IRF541處于關(guān)閉狀態(tài)而斷開供電電池與負載電路。IRF541功率開關(guān)的導通電流小于0．5 mA，關(guān)閉漏電流僅為8μA以下。該電路的啟動門限Vu和截止門限V1與外加電阻R5，R6和R7之間的關(guān)系可由下式給出：
為了能夠執(zhí)行有效的電源管理，需要了解電池能量的儲存情況，并根據(jù)任務(wù)需求和自身能量狀態(tài)調(diào)整工作狀態(tài)和通信策略。設(shè)計中采用LM4041電壓基準芯片，有微處理器采樣其端電壓，并計算電池的實際電壓值以供程序處理，其原理圖如圖4所示。
U4為LM4041—1．2，該芯片為微功耗精密穩(wěn)壓管。電阻Rs負責提供穩(wěn)壓電流IL和負載電流IQ。Rs的取值應(yīng)滿足流過穩(wěn)壓管的電流IQ不超過IQmin和IQmax。Rs的計算公式如下：
式中：當VS取4．2 V，VR取1．2 V，IL+IQ約為120 A，計算出Rs取值約為27 kΩ。在實現(xiàn)過程中，使用ADC0測量穩(wěn)定電壓VQ，選用電池供電電壓作為ADC的參考電壓Vref。當PC0置“0”時Q3導通，ADC0的讀數(shù)為ADC_Data。ADC_Data與參考電壓Vref的關(guān)系如式(4)所示：
式中：VQ為固定值1．2 V；ADC_FS為輸入滿量程的測量值，是一個常數(shù)如10 b的ADC為1 024。由式可以計算出Vref也就得到電池的實際電壓。
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