從太陽(yáng)能電池為超級(jí)電容器充電

　　從太陽(yáng)能電池為超級(jí)電容器充電的電路：

　　必須：

　　· 從0V開(kāi)始充電。放電的超級(jí)電容器最初看起來(lái)像短路。一些充電 IC 會(huì)將超級(jí)電容器視為損壞的電池而無(wú)法充電。

　　· 為超級(jí)電容器提供過(guò)壓保護(hù)

　　· 當(dāng)光照水平下降時(shí)，防止超級(jí)電容器放電回太陽(yáng)能電池

　　并且希望擁有：

　　· 最大效率

　　太陽(yáng)能電池會(huì)將電流輸送到短路狀態(tài)，因此如果 Vsolar_cell > 在汲取負(fù)載電流時(shí)為負(fù)載供電所需的最小電壓，并且太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓，Vsolar_oc < 最大超級(jí)電容器電壓，這提供了固有的過(guò)電壓保護(hù)，那么最簡(jiǎn)單的充電電路如圖 7所示。二極管防止超級(jí)電容器向太陽(yáng)能電池放電，選擇肖特基用于低正向電壓，BAT54 用于低漏電流，因此太陽(yáng)能電池不會(huì)耗盡超級(jí)電容器低光照水平。

　　我們使用的電路既簡(jiǎn)單又便宜，但它的主要缺點(diǎn)是，如果光照水平低于 Vscap，您將無(wú)法獲得能量。該電路僅在您想要操作時(shí)保證充足的光線時(shí)才有效。出于這個(gè)原因，最好使用升壓或降壓-升壓的充電 IC，這樣它仍然可以在低光照水平下收集能量。

　　充電IC選擇

　　選擇太陽(yáng)能電池陣列配置和充電 IC 應(yīng)作為一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一起完成。太陽(yáng)能電池陣列配置：串聯(lián)多少個(gè)電池，多少個(gè)并聯(lián)串，將決定 Vsolar_oc，以及在低光照水平下可用的電壓和電流。如果 Vsolar_oc > Vload 并且低光照水平下的太陽(yáng)能電池電壓 < Vload，則降壓-升壓是合適的。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并僅使用升壓，配置太陽(yáng)能電池陣列，使 Vsolar_oc < Vload。要獲得所需的功率，請(qǐng)并聯(lián)使用多個(gè)太陽(yáng)能電池串。KXOB22-4X3L 是由 3 個(gè)串聯(lián)電池組成的陣列，我們?cè)趦蓚€(gè)案例研究中并行使用了其中的 5 個(gè)。顯示 Vsolar_oc 在室內(nèi)照明中約為 1.2V，在室外照明中約為 1.8V，因此這種配置在兩種情況下都需要升壓轉(zhuǎn)換器。對(duì)于室內(nèi)情況，我們選擇了 e-peas 的 AEM10940-QFN24，對(duì)于室外情況，我們選擇了 LTC3105 . 表 1列出了選擇充電 IC 時(shí)考慮的屬性。

　　在第 3 部分中，我們回顧了太陽(yáng)能電池的性能、如何選擇和尺寸超級(jí)電容器、超級(jí)電容器充電電路的要求和充電 IC 特性。在下一部分中，我們將使用兩個(gè)案例研究來(lái)詳細(xì)說(shuō)明這些屬性。