電路如下圖所示,圖左邊是8片組成的太陽能電池板。在太陽照射時,產生出大約8×0.45=3.6V的開路電壓。此電壓應大于2個鎳鎘電池充電電壓(大約2.8V加上肖特基二極管0.3V電壓)。稍高的太陽電池電壓,可使在太陽光微弱的低電流也能夠充電。充電部分很簡單,沒有穩壓器,太陽能電池本身就是定流源。
在太陽能電池上的電壓就適應被充電池。在全光照條,件上。電池板產生約50mA的電流,因而不必擔心電池會過充損壞。【若我們把電池至少用到10倍的容量,這時要大于500mAh)電路的其余部分組成有:T1和LDR(光敏電阻)R2確保變換器T2/T3只在黑暗條件下才導通。R4引入滯后作用。使燈在陽光昏暗時不閃爍。
變換器工作:通過R3流入T2的基極電流使其啟動。它又通過R5給T3供給基極電流,使T3導通。通過電感L1的電流逐漸增加。在某一點,大于T3所能處理的電流,在T3產生一壓降。換句話說,增加T3集電極電壓,這一正向變化通過C1達到T2基極。T2導通減小了給T3的基極電流,T3開始趨向截止(類似效應也能導致T3迅速導通)。
電感具有保持電流流通的趨勢。電流不再通過T3而是流過、D2,使它點亮。電感上的電壓會自動地適應LED的需要。即使LED是紅、綠、黃色也不成問題,它們工作在2V,而藍色、白色LED卻需3.5V。
電路所給的元件參數,使變換器工作在大約80kHz。電感像一只大電阻。
用低值電感,電流會增加,用高值電感,電流會減小。
變換器由PNP和NPN晶體管構成。在白天變換器處于截止狀態,消耗電流為零。這是因為每只晶體管同時總有一只導通一只截止。變換器也可由NPN和PNP構成,兩管中總有一只老是導通,消耗電流不可能為零。
在設計中用肖特基二極管D1。
是為了防止在陽光較弱時充電電池向電池板放電。肖特基二極管壓降只有普通二極管一半。但有一點值得考慮:當在黑暗中經過太陽能板放電電流小于1 mA,而變換器本身用到22mA,肖特基二極管是否多余?當電池電壓降到0.6V,通過太陽能板的漏電流不大。
選擇電池要確保在白天充足電后,要維持整個夜的需要:12小時×22mA=264mAh。2只NICd電池決不能用到全部放完電。在大約0.6V時,變換器就截止,電流消耗接近于零。實際上這放電電壓太低,易損傷電池。建議每一電池放電到最小電壓為1.0V。
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