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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點太陽能電源系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2011-05-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.3 輸出模塊
MCU的工作電壓一般為2.7~3.3 V,工作電壓有3 V和5 V。由于MCU與所需電壓不一致,而且鋰電池的供電電壓為3.7~4.2 V,這就需要進行DC-DC裝換。本方案中選用凌特公司的LTC3537芯片。LTC3537具有集成輸出斷接功能和LD0的2.2 MHz、電流模式同步升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。該器件的升壓型轉(zhuǎn)換器內(nèi)部600 mA開關(guān)可從啟動時的0.68 V(工作時為0.5 V)至5 V輸入電壓范圍提供高達5.25 V的輸出電壓,非常適用于鋰離子/聚合物或單節(jié)/多節(jié)堿性/鎳氫金屬電池應(yīng)用。LTC3537的應(yīng)用原理圖如圖5所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162090.htm

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將LTC3537的MODE引腳置為低電平工作在PWM模式,ENBST和ENLDO置為高電平工作在正常狀態(tài),亦可置為低電平使其截止。兩路輸出分別為3.3 V和5 V。

2 控制流程
根據(jù)電池和鋰電池的工作狀態(tài),的控制流程如圖6所示。

3 實驗與分析
及電源組裝如圖7所示,實驗中采用Micaz作為負載,將其工作周期設(shè)為2%,進行供電實驗。

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在實驗中對電池板和鋰電池電壓進行監(jiān)測,監(jiān)測間隔為2 h,所得數(shù)據(jù)如圖8所示。實驗開始時間為正午12點,啟動時鋰電池為3.7 V,電池板達到最高輸出電壓5.1 V,此后鋰電池一直進行充電,直至達到飽和電壓4.2 V。進入下午隨著太陽光逐漸減弱,太陽能電池板的輸出電壓逐漸降低。黃昏后太陽能電池板基本無輸出并被截斷,此時節(jié)點進入低功耗模式僅靠鋰電池供電,這時采用低功耗方案減少能量消耗,鋰電池在黎明時電壓降至最低僅3.75V。此后隨著太陽光的逐漸增強,鋰電池又進入充電狀態(tài),在正時午達到最大值,并按上述過程循環(huán)。

b.JPG

4 結(jié)語
本文提出并初步實現(xiàn)了一種利用太陽能供能的節(jié)點電源。實驗結(jié)果表明本的電源由于具有補充能量的途徑,并結(jié)合能量管理、能量轉(zhuǎn)移技術(shù)提高了能量利用效率,從而有效地延長了節(jié)點的生存周期。本可以應(yīng)用在戶外能被陽光照射的節(jié)點上,如精細農(nóng)業(yè)中布置在田間的節(jié)點,環(huán)境監(jiān)測中布置于野外的節(jié)點等。


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