[实用新型]基于太阳能电池的无线传感器网络节点的电源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于太阳能电池的无线传感器网络节点的电源系统。

背景技术

太阳能发电系统中的蓄电池的工作条件与蓄电池在其他场合的工作条件不同，其充电率和放电率都非常小，且充电时间受到限制，即只有在日照时才能充电，所以不能按一固定的充电规律对其进行充电。由于蓄电池应用在这个特殊的环境下，致使其寿命比所预定的短，成为整个光伏系统中最易损坏的部分，其损坏的原因主要为“过充”与“过放”。

蓄电池过充是指其单格电压超过某一水平一般为2.35-2.40V/单格，此时蓄电池无法使产生的氧气充分再化合。充电电压过高，在负极上生成的氢很难在电池内部被吸收，在电池中因积累而产生压力并且导致水份损失。严重过充时，水分解，产生氢气和氧气，使得蓄电池底部浓度比其他地方高出许多，导致负极板底部硫酸盐化，正极板腐蚀和膨胀，造成容量损失。

蓄电池过放是指其放电超过了规定的放电终止电压，蓄电池放出了过量的容量。在铅酸蓄电池中，两个电极对过放都是敏感的。在溶解再沉积机理中，当铅和二氧化铅分别溶解在电解液中并作为新的化合物硫酸铅沉淀出来时，活性物质发生了彻底的转变并且失去原有的结构。负电极由于有反极的危险，对过放也是敏感的。活性物质中的膨胀剂可能会因氧化而失去作用，而铅酸蓄电池在随后再充电时枝晶增长的危险会大大增加。

因此，在实际充放电过程中，需要实时对蓄电池的容量进行检测以判断是否应继续充电或放电，以确保蓄电池的使用寿命，是本领域的技术难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于确保蓄电池的使用寿命的基于太阳能电池的无线传感器网络节点的电源系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于太阳能电池的无线传感器网络节点的电源系统，其包括：与太阳能电池相连的输入稳压电路、与该输入稳压电路的电源输出端通过一充放电切换开关相连的蓄电池、与该蓄电池相连的用于检测蓄电池端电压的控制电路、通过所述充放电切换开关与所述蓄电池相连的放电稳压电路；

根据蓄电池端电压控制所述蓄电池的充放电状态的控制电路与所述充放电切换开关的控制信号输入端相连。

控制电路适于根据蓄电池端电压控制所述充放电切换开关进行切换以使所述蓄电池处于相应的充放电状态。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本实用新型的无线传感器网络节点电源主要包括二大部分：控制部分、可调稳压部分。控制部分通过采集蓄电池端电压来控制系充放电，以此防止蓄电池过充或过放电，提高蓄电池的使用寿命；稳压部分包括充电稳压和放电稳压，通过可调式集成稳压器来得到想要的电压。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为实施例中的基于太阳能电池的无线传感器网络节点的电源系统的电路结框图；

图2为实施例中的输入稳压电路和充放电切换开关K的电路原理图。

具体实施方式

见图1，本实施例的基于太阳能电池的无线传感器网络节点的电源系统，包括：与太阳能电池相连的输入稳压电路、与该输入稳压电路的电源输出端通过一充放电切换开关相连的蓄电池、与该蓄电池相连的用于检测蓄电池端电压的控制电路、通过所述充放电切换开关与所述蓄电池相连的放电稳压电路；

根据蓄电池端电压控制所述蓄电池的充放电状态的控制电路与所述充放电切换开关的控制信号输入端相连。

控制电路适于根据蓄电池端电压控制所述充放电切换开关进行切换以使所述蓄电池处于相应的充放电状态。

见图2，U1为输出电压在1.25V-37V范围内的三端集成可调稳压器LM317，，最大输出电流为1.5A。太阳能电池的直接输出一般是12VDC。太阳能电池输出经电容C11滤波后送入LM317输入端VI，输出端VO输出稳定的直流电压。ADJ为调整端，调整端与输出端之间为1.25V的基准电压。为了保证稳压器的输出性能，R11的阻值应小于240Ω。为了使输出电压可调，调整端与地之间间接可变电阻器RP11，改变RP11阻值即可改变输出电压。接头J1用于连接太阳能电池，接头J2用于连接蓄电池。