從太陽能電池為超級電容器充電
從太陽能電池為超級電容器充電的電路：
必須：
· 從0V開始充電。放電的超級電容器最初看起來像短路。一些充電 IC 會將超級電容器視為損壞的電池而無法充電。
· 為超級電容器提供過壓保護
· 當光照水平下降時，防止超級電容器放電回太陽能電池
并且希望擁有：
· 最大效率
太陽能電池會將電流輸送到短路狀態，因此如果 Vsolar_cell > 在汲取負載電流時為負載供電所需的最小電壓，并且太陽能電池的開路電壓，Vsolar_oc < 最大超級電容器電壓，這提供了固有的過電壓保護，那么最簡單的充電電路如圖 7所示。二極管防止超級電容器向太陽能電池放電，選擇肖特基用于低正向電壓，BAT54 用于低漏電流，因此太陽能電池不會耗盡超級電容器低光照水平。
我們使用的電路既簡單又便宜，但它的主要缺點是，如果光照水平低于 Vscap，您將無法獲得能量。該電路僅在您想要操作時保證充足的光線時才有效。出于這個原因，最好使用升壓或降壓-升壓的充電 IC，這樣它仍然可以在低光照水平下收集能量。
充電IC選擇
選擇太陽能電池陣列配置和充電 IC 應作為一個系統設計一起完成。太陽能電池陣列配置：串聯多少個電池，多少個并聯串，將決定 Vsolar_oc，以及在低光照水平下可用的電壓和電流。如果 Vsolar_oc > Vload 并且低光照水平下的太陽能電池電壓 < Vload，則降壓-升壓是合適的。為了簡化設計并僅使用升壓，配置太陽能電池陣列，使 Vsolar_oc < Vload。要獲得所需的功率，請并聯使用多個太陽能電池串。KXOB22-4X3L 是由 3 個串聯電池組成的陣列，我們在兩個案例研究中并行使用了其中的 5 個。顯示 Vsolar_oc 在室內照明中約為 1.2V，在室外照明中約為 1.8V，因此這種配置在兩種情況下都需要升壓轉換器。對于室內情況，我們選擇了 e-peas 的 AEM10940-QFN24，對于室外情況，我們選擇了 LTC3105 . 表 1列出了選擇充電 IC 時考慮的屬性。
在第 3 部分中，我們回顧了太陽能電池的性能、如何選擇和尺寸超級電容器、超級電容器充電電路的要求和充電 IC 特性。在下一部分中，我們將使用兩個案例研究來詳細說明這些屬性。
