使用带有小型太阳能电池的超级电容器进行电源管理和能量存储，第 3 部分
从太阳能电池为超级电容器充电
从太阳能电池为超级电容器充电的电路：
必须：
· 从0V开始充电。放电的超级电容器最初看起来像短路。一些充电 IC 会将超级电容器视为损坏的电池而无法充电。
· 为超级电容器提供过压保护
· 当光照水平下降时，防止超级电容器放电回太阳能电池
并且希望拥有：
· 最大效率
太阳能电池会将电流输送到短路状态，因此如果 Vsolar_cell > 在汲取负载电流时为负载供电所需的最小电压，并且太阳能电池的开路电压，Vsolar_oc < 最大超级电容器电压，这提供了固有的过电压保护，那么最简单的充电电路如图 7所示。二极管防止超级电容器向太阳能电池放电，选择肖特基用于低正向电压，BAT54 用于低漏电流，因此太阳能电池不会耗尽超级电容器低光照水平。
我们使用的电路既简单又便宜，但它的主要缺点是，如果光照水平低于 Vscap，您将无法获得能量。该电路仅在您想要操作时保证充足的光线时才有效。出于这个原因，最好使用升压或降压-升压的充电 IC，这样它仍然可以在低光照水平下收集能量。
充电IC选择
选择太阳能电池阵列配置和充电 IC 应作为一个系统设计一起完成。太阳能电池阵列配置：串联多少个电池，多少个并联串，将决定 Vsolar_oc，以及在低光照水平下可用的电压和电流。如果 Vsolar_oc > Vload 并且低光照水平下的太阳能电池电压 < Vload，则降压-升压是合适的。为了简化设计并仅使用升压，配置太阳能电池阵列，使 Vsolar_oc < Vload。要获得所需的功率，请并联使用多个太阳能电池串。KXOB22-4X3L 是由 3 个串联电池组成的阵列，我们在两个案例研究中并行使用了其中的 5 个。显示 Vsolar_oc 在室内照明中约为 1.2V，在室外照明中约为 1.8V，因此这种配置在两种情况下都需要升压转换器。对于室内情况，我们选择了 e-peas 的 AEM10940-QFN24，对于室外情况，我们选择了 LTC3105 . 表 1列出了选择充电 IC 时考虑的属性。
在第 3 部分中，我们回顾了太阳能电池的性能、如何选择和尺寸超级电容器、超级电容器充电电路的要求和充电 IC 特性。在下一部分中，我们将使用两个案例研究来详细说明这些属性。
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