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关于弱光能量的积蓄与利用问题,请大家探讨。

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发表于 2017-9-1 21:02:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 sio2 于 2017-9-1 21:14 编辑

光电池转换弱光能量,对蓄电池充电已经没有什么意义,蓄电池自放电都远大于充电电流。弱光电转换的意义在哪里?个人感觉还是有很多用途的,比如发送求救信号、设置提醒标志,用途相信还有很多。这种电路不需要额外的能量来源,靠一个很小的光电池板提供能量,给电容充电,充电电压高到设定值时,利用电容存储的电量做些事情,弱光充电时电路是零功耗的,即便有微弱的光照,电路只需要时间给电容冲电到阀值电压就可以让设定程序工作一次。。。。。我也会利用空闲时间实践一下,探讨一下弱光利用。
     
发表于 2017-9-1 21:32:36 | 显示全部楼层
可以做一个永不关机的收音机.
当初玩矿石机,因为不用电,从早到晚一直开着,乐此不疲。
用光电池驱动收音机,同样是利用空间能量,与矿石机异曲同工。
关键是设计一个极低耗电的收音机,在有限的光照条件下,让收音机一直响着。

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发表于 2017-9-2 08:44:11 | 显示全部楼层
楼主指的这个光电池,是用于光传感器的硅光电池,还是作为电源转换的硅光伏电池?
无论是光电池还是光伏电池,转换弱光能量都涉及到光电池本身的噪声大小。如楼主所说光电池本身的自放电已经不小,而这个“自放电”正是噪声的来源。

从道理上来说,自放电的电流通路绝不是个纯电阻,它的值会随着温度、端电压、材料的老化等等因素而发生变化。这种变化体现在输出电压的微小波动上,其周期随机性地发生着变化,频谱从DC直到微波频段,从而形成一个噪声源。这个噪声源的大小在微伏的数量级,比普通蓄电池的噪声要大些。

光的强弱对光电池内阻的影响更大,并直接主导了输出电压的信号噪声比。强光下的光电池带载能力大,信噪比高,弱光下则反之。

特定条件下,月光之类的场合也是可以利用的,前提是所接收的光必须经过聚焦以增强光通量。一般来说,若凸透镜为5cm直径左右大,且其视场能够达到在4cm^2大小的芯片面积上为满幅的月亮,那么这块电池足够产生供计算器、液晶电子钟等微小功率电子设备的电能。

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发表于 2017-9-2 09:31:29 | 显示全部楼层
LZ电容一样也有自漏电现象啊!
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 楼主| 发表于 2017-9-2 10:52:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 sio2 于 2017-9-2 10:58 编辑

做了一个单稳态电路,没有触发导通时电路静态功耗为0,实测C2两端电压升到2.8V时会触发导通,红色LED闪亮一下电压会降到1.8V,然后又开始充电
0.JPG
临时搭棚
1.JPG
标称5V、20mA的三块小光电池板串联,放在桌面上,距离墙上普通40W日光灯管1.2m左右距离,测空载电压4.7V,短路电流14uA,接到电路上后LED约10秒闪一次,
2.JPG
标称10V、145mA的两块电池板串联,同样的位置,测空载电压7.7V,短路电流145uA,接到电路上后LED约30秒闪25次,
3.JPG

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发表于 2017-9-2 11:10:51 来自手机 | 显示全部楼层
sio2 发表于 2017-9-2 10:52
做了一个单稳态电路,没有触发导通时电路静态功耗为0,实测C2两端电压升到2.8V时会触发导通,红色LED闪亮一 ...

40w,1.2米,这个光不算弱了,最运放几米能工作?
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 楼主| 发表于 2017-9-2 11:24:42 | 显示全部楼层
70后大叔 发表于 2017-9-2 11:10
40w,1.2米,这个光不算弱了,最运放几米能工作?

把灯关了,靠室外窗户散射过来的光也能工作,放到比较暗的地方会几分钟闪一下。当然太暗了是不行的,必须要电池板的空载电压能超过触发电压,提供的电流要大过电容的漏电流(基本可以忽略,挑选漏电流在nA级的电解电容不难)且能在1.5M电阻上形成三级管导通的电压(约0.5V),此时白光二极管的压降约2.3V的样子。
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发表于 2017-9-3 00:29:13 | 显示全部楼层
采用10节低自放电镍氢就行,就取得了12V电源,现如今我用8w电池板都实现了五灯电池式电子管收音机连续工作了,消耗的能量比收集的能量小,晒一天能听好几天,另外真正照顾弱光性能得用非晶硅,多晶硅效果也不好,晶硅电池还是用在阳光下比较实际。
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发表于 2017-9-9 09:55:02 | 显示全部楼层
楼主说不错,现在很多芯片功耗极低,依靠电容存储的电量是能够维持一定时间工作的。nrf51822待机电流0.6uA,广播电流约10mA,但仅仅会持续若干ms,太阳能的能量是足够了。这颗芯片是低功耗蓝牙芯片(BLE)芯片,片上还有Cortex-M0的CPU,能处理数据、连接手机,完全能应用在传感器、信标等产品。
以前接触过一段时间弱光型非晶硅光电池(计算器里面那种),它的输出电流虽然小,弱光下10uA+,强光下也就1-2mA,转换效率非常低,但是它的输出电压几乎是不变的,这一点非常好,可以直接给电容或锂电池充电。现在很多电池自放电也不大,比如ml系列的可充电纽扣电池。强光型非晶硅光电池、单晶硅光电池、多晶硅光电池转换效率相对较高,但输出电压是随光照强度变化的,利用起来要稍微麻烦,比如使用具有MPPT(最大功率点跟踪)的充电管理芯片。
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