小型太阳能供电板的制作

1、小型太阳能供电板的制作小型太阳能供电板的制作 本刊前几期介绍了太阳 能电池板及相关的小制作，引发了包括笔者在内的许多读者 的兴趣。闲来无事，突发奇想，决定利用手头上的两块太阳 能电池板 DIY 一个微型太阳能供电系统， 模拟现代化太阳能 电源，同时也可以用它给一些小装置供电玩玩。太阳能电源的基本原理是：平时将收集到的光能转化为 电能储存起来，在开启负载时就释放储存起来的电能。典型 的太阳能电源的例子就是太阳能路灯：在白天有阳光照射时 便为蓄电池充电，夜晚就通过蓄电池向灯泡（现多为低功耗 高亮 LED ）供电用以照明。 许多城市主干道路灯已开始使用 这种太阳能电源。一个实际的太阳能电源是比较复杂

2、的，但 不管有多么复杂，其原理是万变不离其宗的。当然，我们制 作一个微型的太阳能电源没有必要做得那么复杂。 太阳能供电板的原理及设计在了解了实际的太阳能电源后，笔者就开始设计太阳能 供电板了，我的整体思路是：通过太阳能电池板给 1.2V 可 充电电池充电储能， 然后利用升压电路将 1.2V 升压至 3V 以 上供负载使用。有人可能会说了：为什么不直接用几节充电 电池串联来储能和输出呢，这样不就可以省略升压电路了？ 为什么中间要转这么一道弯呢？因为我们是要用太阳能电 池板来给电池充电的，毕竟太阳能电池板产生较高电压的机 会不多，电池自身电压过高后会导致充电无法进行。对于我 手头的这一种太阳能电池

3、板，在室内靠窗光线比较好的地方 输出电压便可达到 1.2 伏以上（连接在电路中时，非空载状 态下），这样就开始给额定电压为 1.2V 的电池充电了，但如 果要使它输出 3V 以上的电压就恐怕要拿到太阳底下去了。 用一节电池储能的好处就是可以大大降低充电对光强的要 求，延长给电池充电的时间。太阳能供电板的电路如图 1 所示。由 D1、 BT 构成系统 的太阳能充电电路。平时，只要达到一定光强，太阳能电池 板便通过二极管 D1 为充电电池 BT 充电，直至饱和。除了 太阳能充电方式外，我还设计了备用的外部直流电源充电接 口以防不时之需。外部充电电路由R1、DS1、D2 、BT 构成，R1 选用功率

4、为 1W 的电阻，当 R1 为 10 欧姆的时候，最佳 外部充电电压为 3-4 伏， DS1 为外部充电指示灯，它是利用 电阻 R1 上的压降来点亮的。后面的升压电路是运用间歇振 荡器的快速关断（截止）的特性而实现升压的。 S1 为供电开 关，当 S1 闭合后升压电路开始工作，太阳能供电板便可驱 动负载，J1为输出接口， DS2是输出指示灯。元器件选择市售的太阳能电池板的价格普遍较高，但我们没有必要 去买很大的太阳能电池板，适中即可。经实测，笔者在本制 作中使用的太阳能电池板单个的开路电压可达到 4.2V ，短路 电流可达 38mA 。整个系统是在万用电路板 （俗称“洞洞板”） 上搭建的，所以

5、需要准备一块万用电路板。图2 是准备好的两块太阳能电池板和洞洞板。 电池选用一颗额定电压为 1.2V 的普通 5 号镍氢充电电池即可。升压电路可以使用单电池高 亮 LED 手电筒里面现成的升压电路板。 笔者就是拆的一支废 弃的单电池高亮 LED 手电筒里面的升压电路板。如需自己 做，电感T1用0.4mm的漆包线在 8mm的小磁环上分别 绕 15 圈和 9 圈，小磁环可以从废弃节能灯中拆出，二极管 IN5819若找不到可用IN4148代用，C1选用100uF的钽电容， 如果没有也可用等值电解电容代替，只是效率稍低一些。制作过程首先剪一小段金属丝焊接在太阳能电池板的两个电极 上作为引脚（图 3），

6、以便于连接和固定在电路板上。两块太 阳能电池板是正极对正极，负极对负极（上面有标识）并联 起来使用的，这样可以有效地增强太阳能电池板提供电流的 能力。安装好太阳能电池板后如图 4 所示。安装储能用的充电电池，也可以采取图 3 所示的方式将电池正负端连接至电路板，也就是在电池两极焊上引脚固定 至电路板，为了稳定，可以用带尖的金属工具在电路板上钻 孔后再用尼龙捆扎带加固（图 5）。接下来把在废旧单电池高亮 LED 手电筒里拆下来的小 块升压电路板连接在电路板上。拆下来的升压电路板中连接 电池的 2 根线正极接图 1 中的 a 点，负极接 b 点；连接 LED 灯的两根线正极接c点，负极接d点即可。笔者制作时，升 压电路板是通过杜邦排针与下面的主电路板板连接的（图 6），这个你可以采取自己的方法，只要便于制作就行。如果 是自己做升压电路，直接在洞洞板上走线即可，元器件选择 在上文已有详细说明，不再复述。电路不复杂，你可以在洞 洞板上自由发挥。图 7 是制成后的太阳能供电板，制成后就可以给一些小 东西供电了，比如手电筒、收音机之类的。接几个白色高亮 LED ，就成为一个太阳能 LED 手电筒， 图 8是太阳能供电板 点亮