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这是一个 1x1 英寸的 PCB 模块,带有两个微型太阳能电池,一个高效的锂离子电池充电器和两个稳压输出(3.3V 和 1.8V)。它可以从室内照明中获取足够的功率,为简单的 BLE 或 LoRa 传感器供电。该板具有 c 形通孔,因此可以表面贴装在母板上。
 
 
适用于室内应用
 
选用的 AEM10941 电源 IC 非常适合室内应用,因为它具有超低功耗的启动。升压转换器在 380 mV 输入电压和 3 uW 输入功率下启动。通过每 5 秒进行一次 MPPT 最大功率点跟踪,IC 可以从太阳能电池中获得最大功率。此外,单晶硅太阳能电池具有非常宽的光谱范围,效率为 22%。这使得 TSEM 非常适合室内应用。
 
 
在室内收获多少能量? 
 
室内照明约为室外的 1/100 或 10W / m2。在该功率下,太阳能电池的开路电压为 0.458V,并且我估计每个电池的 Vmp 为 0.36V。由于我们有两个串联,增压器将在 0.72V 输入电压下工作。在该电压下,升压效率约为 75%。LiPo 电池充电效率约为 95%。电池电流比太阳能电流小 5.72 倍,因为电压从 0.72 V 增加到 4.12 V。最后我假设室内灯每天可以使用 10 小时。每天收获 44mA * 1 / 100th * 75%* 95%* 0.72V / 4.12V * 10 小时= 0.55mAh。因此,应用必须具有小于 0.55mAh / 24h = 23uA 的平均电流,这足以用于简单的蓝牙低功耗信标或非常简单的 LoRa 应用。然而,如果该设备每天只有一个小时的阳光照射,它会收获 10 倍以上:7 毫安时。 
 
 
如果您需要更高的电流,那么您可以连接更多的太阳能电池板。下面表格是板载太阳能电池和外接太阳能电池在成本,尺寸和每天收获的能量方面的比较。
 
 
收获的能量可以存储在这个 110mAh 3 * 20 * 25mm LiPo 电池中。这个电池非常适合模块背面。 
 
 
产品规格
 
  • PCB 2 层 25.4 x 25.4 x 0.6 mm(1 x 1 英寸)
  • 2 个串联的板载太阳能电池,每个 0.5V / 44mA,每个 22 x 7 x 1.8 mm
  • 收集 IC 输入电压 50mV 至 5V。输入电流最大 110mA。MPPT 每 5 秒,MPPT 设置为 70%(可调)。
  • 电池:连接外部 3.7V 锂电池
  • 3.3V / 80mA 和 1.8V / 20mA 稳压输出。当电池电压介于 3.60V 和 4.12V(最大充电电压)之间时启用 
  • 分压器使用主机 MCU 监控电池电压
  • 3.3V 状态输出引脚,如果电池电压低于 3.60V,则会向主机 MCU 发出警告
 
 
引脚
 
  • SRC - 太阳能电池板正极端子,输入到收集 IC,只有在使用外接太阳能电池板时才能连接
  • GND - 太阳能电池板负极端子,只有在使用外接太阳能电池板时才能连接
  • BUCK - 可用于拉高 SELMPP1 和 SELMPP0,2.2V 
  • STATUS - 开路输出,1M 上拉,当电池电压低于 3.6V 时,在 3.3V 输出禁用前低 600ms。可用于警告主机 MCU 正常终止写入 eeprom / flash 并准备断电。电压等级 0 / 3.3V。
  • BAT_MEAS - 模拟输出,为主机 MCU 提供分压电池电压,比率为 10 /(4.7 + 10)= 0.68 * Vbat
  • GND - 
  • BAT + - 连接到 Li-Po 正极端子
  • GND - 连接到 Li-Po 负极端子
  • 3.3V - 电源输出,为您的应用电路提供 3.3V 电压
  • GND - 3.3V 输出的接地连接
  • 1.8V - 电源输出,为您的应用电路提供 1.8V 电压
  • GND - 1.8V 输出的接地连接

 

如果你对这个项目感兴趣,想获取完整信息请访问:

https://hackaday.io/project/159139-tiny-solar-energy-module-tsem

 

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