太阳能供电电源及应用其的无线传感节点制造技术

本实用新型专利技术提供一种太阳能供电电源及应用其的无线传感节点，所述太阳能电池板的第一输出端通过所述电容充电控制电路与所述超级电容的输入端连接；所述太阳能电池板的第二输出端通过所述电池充电控制电路与所述充电电池的输入端连接；所述超级电容的第一输出端连接到所述升压稳压电路的第一输入端；所述充电电池的第一输出端以及所述超级电容的第二输出端均连接到所述供电切换电路的输入端，所述供电切换电路的输出端连接到所述升压稳压电路的第二输入端；所述升压稳压电路的输出端连接到所述供电输出接口的输入端。本实用新型专利技术具有无污染、低成本、超低功耗和超长使用寿命的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于太阳能应用
，具体涉及一种太阳能供电电源及应用其的无线传感节点。
技术介绍
随着物联网技术的日益发展，无线传感网络节点越来越具有数量庞大和分布广泛的特点。目前，无线传感网络节点通常采用的供电电源为干电池。因此，一方面，由于干电池寿命有限，所以，为数量众多且分布广泛的无线传感网络节点更换电池需要耗费大量的人力和财力，具有更换不方便的缺陷；另一方面，更换干电池会造成严重的二次环境污染。因此，供电电源已成为目前物联网发展的瓶颈。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种太阳能供电电源及应用其的无线传感节点，具有无污染、低成本、超低功耗和超长使用寿命的优点。本技术采用的技术方案如下本技术提供一种太阳能供电电源，包括太阳能电池板、超级电容、电容充电控制电路、充电电池、电池充电控制电路、供电切换电路、升压稳压电路和供电输出接口；所述太阳能电池板的第一输出端通过所述电容充电控制电路与所述超级电容的输入端连接；所述太阳能电池板的第二输出端通过所述电池充电控制电路与所述充电电池的输入端连接；所述超级电容的第一输出端连接到所述升压稳压电路的第一输入端；所述充电电池的第一输出端以及所述超级电容的第二输出端均连接到所述供电切换电路的输入端，所述供电切换电路的输出端连接到所述升压稳压电路的第二输入端；所述升压稳压电路的输出端连接到所述供电输出接口的输入端。优选的，所述电容充电控制电路包括第一电容电压探测电路和第一开关IC器件；所述第一开关IC器件的第一输入端与所述太阳能电池板的所述第一输出端连接，所述第一开关IC器件的输出端与所述超级电容的输入端连接；所述第一电容电压探测电路的输入端与所述超级电容的第三输出端连接，所述第一电容电压探测电路的输出端连接到所述第一开关IC器件的第二输入端。优选的，所述电池充电控制电路包括电池电压探测电路和第二开关IC器件；所述第二开关IC器件的第一输入端与所述太阳能电池板的所述第二输出端连接，所述第二开关IC器件的输出端与所述充电电池的输入端连接；所述电池电压探测电路的输入端与所述充电电池的第二输出端连接，所述电池电压探测电路的输出端连接到所述第二开关IC器件的第二输入端。优选的，所述供电切换电路包括第二电容电压探测电路和第三开关IC器件；所述第三开关IC器件的第一输入端与所述充电电池的第一输出端连接，所述第三开关IC器件的输出端与所述升压稳压电路的第二输入端连接；所述第二电容电压探测电路的输入端与所述超级电容的第二输出端连接，所述第二电容电压探测电路的输出端与所述第三开关IC器件的第二输入端连接。优选的，还包括电容电量监测电路；所述电容电量监测电路的输入端与所述超级电容的第四输出端连接。优选的，所述升压稳压电路为3. 3V DC-DC升压稳压芯片。本技术还提供一种无线传感节点，所述无线传感节点的供电电源为上述的太阳能供电电源。本技术的有益效果如下本技术提供的太阳能供电电源，用于小功率电路的供电，具有以下优点(I)超低功耗太阳能供电电源所采用的每个IC芯片都是精选超低功耗IC芯片，芯片电路电流都是nA级。(2)超低启动电压太阳能供电电源最低启充电压为O. 9V ;例如1W，6V的太阳能电池板在室内灯光下就能产生大于IV的电压。(3)超长寿命在反复充放电的情况下，超级电容寿命长达90000小时，远大于一般的蓄电池寿命。(4)超长一次工作时长太阳能供电电源在超级电容和充电电池自动切换的工作状态下，在连续无光照恶劣天气下一次工作时间长达一个月以上。(5)无MCU :太阳能供电电源中采用的各种电路都是在太阳能供电下由硬件电路自动触发完成的。(6)快速充电在一般的情况下，每天充电2小时即可达到饱和。(7)绿色环保、无污染太阳能是洁净新能源，超级电容也是绿色无污染产品。(8)应用范围广太阳能供电电源输出的电源均是经过升压稳压电路调理的，因此，只需更改升压稳压电路的相关设置，即能实现任意电压值的稳压输出。附图说明图I为本技术提供的太阳能供电电源的结构示意图；图2为一种应用本技术提供的太阳能供电电源的场景结构图。具体实施方式以下结合附图对本技术进行详细说明如图I所示，本技术提供的太阳能供电电源包括太阳能电池板、超级电容、电容充电控制电路、充电电池、电池充电控制电路、供电切换电路、升压稳压电路和供电输出接口 ；所述太阳能电池板的第一输出端通过所述电容充电控制电路与所述超级电容的输入端连接；所述太阳能电池板的第二输出端通过所述电池充电控制电路与所述充电电池的输入端连接；所述超级电容的第一输出端连接到所述升压稳压电路的第一输入端；所述充电电池的第一输出端以及所述超级电容的第二输出端均连接到所述供电切换电路的输入端，所述供电切换电路的输出端连接到所述升压稳压电路的第二输入端；所述升压稳压电路的输出端连接到所述供电输出接口的输入端。其中，由于超级电容和充电电池输出电压随能量的释放而减少，自身无法达到稳定输出，因此，为实现向用电设备输出稳定电压的目的，并且实现更充分的利用剩余能量，在超级电容和充电电池输出接口都经过升压稳压电路连接供电输出接口 ；具体的，升压稳压电路可以采用DC-DC升压稳压芯片，稳压值可以为3.3V。外接电感、电容和二极管构建Boost变换器，O. 9V到2. 7V的电压经过升压稳压模块后可以实现3. 3V恒压输出。其中，Boost变换器又称为升压变压器、并联开关电路或三段开关型升压稳压器，是一种采用开关电路的方式实现低压输入变成高压输出的功能。以下对本技术涉及的各部件分别详细介绍(一)太阳能电池板太阳能电池板是将太阳的辐射光能转换为电能的设备。目前应用最为广泛的太阳能电池板主要是普通单晶硅和多晶硅，采用高效率的单晶硅或者多晶硅太阳电池片制造，其转换效率高达15%，使用寿命高达25年以上，具有衰减小、可靠性好和寿命长的优点。(二)超级电容超级电容是一种介于传统电容和二次电池之间的新型储能器件，兼有传统电容的高功率和电池高能量的特性，同时还具有高比功率、大电流充放电能力、长寿命、超低温性能、高可靠性和绿色环保等特点。(三)充电电池本技术中，充电电池为采用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，又称磷酸铁锂电池。具有以下优点(I)使用寿命长其循环寿命达到2000次以上。(2)可在2C大电流快速放电，I. 5C充电40分钟即可充满。(3)无记忆效应电池无论处于任何状态，均可随充随用，无须先放完电才能再充电。(4)耐高温性能电热峰值可达350°C _500°C。(5)电池所用材料的污染小。(四)电容充电控制电路电容充电控制电路主要用于控制超级电容的充电情况。实际使用中，电容充电控制电路包括第一电容电压探测电路和第一开关IC器件；所述第一开关IC器件的第一输入端与所述太阳能电池板的所述第一输出端连接，所述第一开关IC器件的输出端与所述超级电容的输入端连接；所述第一电容电压探测电路的输入端与所述超级电容的第三输出端连接，所述第一电容电压探测电路的输出端连接到所述第一开关IC器件的第二输入端。其工作原理为太阳能电池板按照光电转换原理将光能转换为电能，作为供电电源给超级电容充电；第一电容电压探测电路检测超级电容的端电压，当检测到的超级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能供电电源，其特征在于，包括太阳能电池板、超级电容、电容充电控制电路、充电电池、电池充电控制电路、供电切换电路、升压稳压电路和供电输出接口；所述太阳能电池板的第一输出端通过所述电容充电控制电路与所述超级电容的输入端连接；所述太阳能电池板的第二输出端通过所述电池充电控制电路与所述充电电池的输入端连接；所述超级电容的第一输出端连接到所述升压稳压电路的第一输入端；所述充电电池的第一输出端以及所述超级电容的第二输出端均连接到所述供电切换电路的输入端，所述供电切换电路的输出端连接到所述升压稳压电路的第二输入端；所述升压稳压电路的输出端连接到所述供电输出接口的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供电电源，其特征在于，包括太阳能电池板、超级电容、电容充电控制电路、充电电池、电池充电控制电路、供电切换电路、升压稳压电路和供电输出接口；所述太阳能电池板的第一输出端通过所述电容充电控制电路与所述超级电容的输入端连接；所述太阳能电池板的第二输出端通过所述电池充电控制电路与所述充电电池的输入端连接；所述超级电容的第一输出端连接到所述升压稳压电路的第一输入端；所述充电电池的第一输出端以及所述超级电容的第二输出端均连接到所述供电切换电路的输入端，所述供电切换电路的输出端连接到所述升压稳压电路的第二输入端；所述升压稳压电路的输出端连接到所述供电输出接口的输入端。2.根据权利要求I所述的太阳能供电电源，其特征在于，所述电容充电控制电路包括第一电容电压探测电路和第一开关IC器件；所述第一开关IC器件的第一输入端与所述太阳能电池板的所述第一输出端连接，所述第一开关IC器件的输出端与所述超级电容的输入端连接；所述第一电容电压探测电路的输入端与所述超级电容的第三输出端连接，所述第一电容电压探测电路的输出端连接到所述第一开关IC器件的第二输入端。3.根据权利要求I所述的太阳能供电电源，其特征在于，所述电池充电控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛续飞，韩建康，刘云浩，
申请(专利权)人：无锡赛思汇智科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：