Схема зарядки солнечных батарей

Я пытаюсь построить очень маленький светодиодный светильник, работающий от солнечной энергии. Цель состоит в том, чтобы он заряжался большую часть дня и, возможно, получал около 15 минут «светодиодной мощности» в день (сравнимо с этими солнечными садовыми фонарями , за исключением того, что им не нужно работать всю ночь). Я хочу подключить один светодиод с предпочтительно высокой яркостью (скажем, 2 В, 20 мА).

Поскольку я ищу небольшой форм-фактор, я заказал эти солнечные элементы 1 В 80 мА (25 мм x 30 мм). Предпочтительно, чтобы я придерживался одной ячейки, чтобы она была маленькой. Теперь я не совсем уверен, смогу ли я и как сохранить энергию, собранную солнечным элементом, и использовать ее для питания светодиода в определенные моменты. Некоторые вопросы у меня есть:

  • Можно ли использовать этот солнечный элемент на 1 В для зарядки аккумулятора? Может быть, повышая напряжение?
  • Какой накопитель энергии подойдет: Lipo, NiMH, конденсатор?
  • Есть ли примеры схем, которым я могу следовать
  • Можно ли построить эти схемы дешево?

Спасибо

Итак, какой светодиод вы используете?
Я еще не уверен точно, но скажем, стандартный, 2 В, 20 мА, 5 мм светодиод.
Да. Используйте NiCd элемент. Контроль заряда не требуется. Постоянный ток в порядке, и они допускают перезарядку, пока ток низкий. Вам нужен какой-то тип повышающей схемы для питания светодиода ночью.
Взгляните на этот связанный вопрос, где ОП разобрал садовый фонарь и перепроектировал схему: electronics.stackexchange.com/questions/142242/…
Взглянул на вопрос о садовом свете. Но я не уверен, в какой степени я могу применить это. Я считаю, что напряжение солнечного элемента выше (не упоминается, но выглядит как большая ячейка). Кроме того, схема автоматически включает светодиод, когда солнце садится.
Я просто подумал, что это может помочь. Солнечных элементов может быть несколько последовательно. Вы правы в этом.
Кажется, что каждый из этих солнечных блоков, с которыми вы связаны, имеет два солнечных элемента последовательно. Кривая VI отсутствует, но я подозреваю, что напряжения будет достаточно для зарядки одного NiCd элемента. По крайней мере, я думаю, что идея стоит изучить для простоты. Я предлагаю вам измерить напряжение холостого хода при ярком солнечном свете. Если это что-то вроде 1,4 В или 1,5 В, оно должно работать с NiCd-ячейкой.

Ответы (1)

Точно пока не знаю, но скажем стандартный, 2в, 20мА 5мм светодиод

Итак, 2 В · 20 мА = мощность 40 мВт.

может получить около 15 минут

хорошо, давайте округлим это до 25 минут:

25 мин · 60 с/мин · 40 мВт = 60 Дж

это ваша потребность в хранении энергии.

Можно ли использовать этот солнечный элемент на 1 В для зарядки аккумулятора? Может быть, повышая напряжение?

да.

Какой накопитель энергии подойдет: Lipo, NiMH, конденсатор?

С требованиями выше: вероятно, просто суперконденсатор.

Допустим, вы заряжаете его до 5 В. Энергия в суперкрышке 1 F тогда равна

W = 0,5 · C · U² = 0,5 F · 25 V² = 12,5 Дж

таким образом, примерно в два раза больше, чем нам строго необходимо, что приятно, так как дает нам запас для эффективности. Конечно, вы могли бы использовать большее хранилище, что дало бы вам больше времени :)

Кроме того, суперконденсаторы имеют высокую скорость саморазряда, поэтому это сработает, только если вам нужен свет вскоре после захода солнца. Если вы хотите светить на несколько часов позже, лучше используйте литиевую или NiMH батарею. У них будет мощность, которая позволит вашему светодиоду работать часами, если не днями. Однако для их зарядки может потребоваться больше усилий. См. параграф о специализированных микросхемах ниже.

Есть ли примеры схем, которым я могу следовать

Конечно!

Можно ли построить эти схемы дешево?

Да, и это также отвечает на предыдущий вопрос: существует множество ИС, разработанных для облегчения зарядки суперконденсаторов или аккумуляторов от небольших солнечных элементов. Я помню, что у TI был ряд интересных фишек, но я уверен, что у Максима есть и другие. В их спецификациях и примечаниях по применению будут хорошие примеры! Может быть, у них даже есть простые оценочные доски. Или вы можете купить такие готовые в Интернете.

Зайдите в категорию управления питанием / сбора энергии на этих сайтах и ​​найдите схемы солнечных зарядных устройств.

Чтобы наиболее эффективно управлять светодиодом от заряженного конденсатора, вы, вероятно, также использовали бы импульсный преобразователь.

Спасибо за объяснение. Действительно, конденсатор не вариант, так как я хочу хранить энергию в течение более длительного периода времени. Что касается повышения, у вас есть примеры для этого? И о выделенных ИС. Они кажутся довольно дорогими (минимум 5 долларов), я хочу сделать довольно много таких фонарей, поэтому желательно искать более дешевое решение.
@Ruben извините, оптимизация затрат - это то, о чем я бы заботился только в коммерческих целях (если вы планируете паять это вручную, не забудьте учесть дополнительное время сборки для менее интегрированных решений с большим количеством частей ).
@ Рубен 5$? Куда ты смотришь? Для всех веб-сайтов, которые я нахожу с ними, в зависимости от размера заказа, 2,50 € - 3 € << 5 $. Например, octopart.com/…
@Ruben: И, если вы разрабатываете что-то новое, вы можете свободно обращаться к производителю за образцами микросхем. Им нравится помогать людям создавать продукты из их ИС!
Я смотрел на Фарнелла . Но спасибо за ваш вклад. Я посмотрю, где я могу взять это отсюда.
Схема зарядки солнечных батарей
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v