太阳能和电池电源管理电路,3.3V输出,请各位多提意见(优化中)
本人一直在弄RF传感网产品,之前是3.6V电池供电,理论上一个节点系统可以工作3到4年,可实际与很多因素有关(电池寿命、通信流量、工艺导致的漏电流等),为延长产品工作寿命,减小电池更换维护成本,需设计加入一个太阳能电源管理电路。在网上搜了些方案,但大多数都是什么路灯电源系统,并不适合我们电池供电低功耗的产品。于是这两天自己摸索搭了下面这个电路,可以正常工作,希望各位看看有什么问题,多提意见,优化这个电路。发扬本论坛“友好交流气氛,乐于开源共享”的宗旨。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_42/ourdev_656375T1EQFG.jpg
太阳能电源管理电路 (原文件名:solar.jpg)
电路说明:
(1)本电路以模块化方式来设计,太阳能板和3.6V电池为供能源,3.3V电源为输出。要求,白天太阳充足时由太阳能供电,否则以电池为后备电源供电。
(2)BT4为太阳能板(手掌大小,空载强光照情况,电压可达7V,电流在20MA左右吧);
(3)5.5V过压泻放电路,由P6KE6.8A、8050三极管和R*5电阻构成,是为保护后级的超级电容和LDO而设计;
(4)3.6V锂电池为一次性高能锂电池,不可充电的那种,用过的人应该知道为什么用这个;
(5)超级电容为2.2F/5.5V,相当于电池和太阳能的蓄水池,把能源暂时储存到这里,外部供能先从这里取。电压高于3.6V用的太阳能上的电,低于3.6V时,由电池来补足供能。
(6)2.62V电压监测电路,用的CA809电源监控芯片(选他是因为手上有现成样片),一般应用在单片机复位电路,保证电源上电瞬间的斜率够陡,防止单片机启动死机;我这儿就直接用在为后级3.3V的LDO提供使能。
(7)LDO用的TI的TPS780系列的,选他就看中静态漏电流低,压差级低就能稳住3.3V并能提供100mA以上电流,够RF发射用了,就是价格有点贵,若有代替品求之不得。
现在比较担心地方是:
(1)5.5V过压泄放电路(是我自己随便搭的):P6KE6.8A本来是瞬态抑制二极管,想利用他反向电压5.5V有漏电流时来控制三极管的导通,并通过R*5电阻来调节门限放电电压。担心这个电路长期户外(大温差)运行会有什么问题?
(2)2.62V电压监测电路:CA809芯片,手册上说的工作电流只有最大20uA,可实际已经远远大于,达到40uA以上;不知道各位有没有其他好的芯片代替。
外接系统的功耗图如下,主要是RF的轮询侦听所产生的功耗:
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_42/ourdev_656404U1C947.jpg
(原文件名:designblock diagram.jpg) 学习 1.为什么用一次性电池,容量体积要求多大,温度范围要求多少
2.设备日功耗多大
3.可否用DC-DC
4.S-8521系列
5.SPX3819 1:负载会不会空载呢?如果太阳很强,负载空载,你的5.5V的电路可能会烧,基极没有限流电阻,假设太阳能有10V,TVS减掉5.5V,另外的4.5V就直接加到了三极管上了,IB会很大!
2:LDO可以选精工的,价格在8毛,S812C33,静态功耗在1UA. 才二十毫安不会烧的吧 最近可能用到类似的电路,关注一下 mark 5.5V过压电路用一个5.6V的稳压管不行么 关注 回复【7楼】wsh5188
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6V以下的稳压管的漏电流太大了,
5.6V的稳压管,在5V时,就达到100uA以上了漏电流,会导致后面电容电路充不到5.5V 回复【3楼】jackiezeng
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1.不会烧吧,首先电压达到5.5V的时候,泄放电路逐步起作用,先是低电流泄放;当电压升高泄放电流逐步升高,就相当一个开洞的蓄水池,压力越大,泄放越大,自然会达到个平衡;而且最大电流也不超过30mA;
2.谢谢,我看看这个芯片 回复【10楼】pentong
回复【3楼】jackiezeng
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1.不会烧吧,首先电压达到5.5v的时候,泄放电路逐步起作用,先是低电流泄放;当电压升高泄放电流逐步升高,就相当一个开洞的蓄水池,压力越大,泄放越大,自然会达到个平衡;而且最大电流也不超过30ma;
2.谢谢,我看看这个芯片
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应该不会,太阳能扳子功率太小了,如果三极管顶得住的话,, 回复【2楼】ganggang1875
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1、是用的高能一次性锂电池3.6V-9AH,它的特点就是漏电流小,时间放得越长,漏电流越小,内部两级会产生隔离膜,所谓钝化现象;但也带来个问题,就是长时间不用时,钝化膜变厚需要试用前激活,一般通过大电流来打通激活。这种电池一般都不可充电。
2、日功耗我已经上传图了,RF的瞬间发射电流在90mA以内,主动通信不多。一天最多一两次,每次持续4S。
3.DC-DC,你是指升压还是降压电路?
4.5,谢谢,我看看这两款芯片。 这个值得学习下,我也在找这个资料 记号 记号 回复【楼主位】pentong
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用TVS管做稳压二极管有点不妥 值得学习。
我也是做传感网的。
学习一下 关注了,谢谢 学习一下。有两个问题,1、为什么低电压检测要用2.62V的,要保证3.3V输出的话,输入应该大于3.3V的,直接用3.3V的检测不行吗?2、不知道一次性锂电池的放电平台电压是不是也是3.6V,如果是的话,这个电路要保证3.3V输出的话,算是肖特基二极管和LDO的压降,电池容量的利用率会不会不高? mark后面学习 谢谢分享学习了 坐等楼主最终版 好老的帖子,不知道lz现在改成什么样子了,强光时产生的电能都消耗掉了,有点浪费,ldo存在一定压降,效率不会太高,电容器的储能无法满足夜晚的使用
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