微型太阳能模块设计及应用讲解

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）。它是独一无二的，因为它是一个易于制造的微型模块，其他黑客可以放入他们的PCB设计或面包板。Bessides它从室内灯中获取足够的电力，为简单的BLE或LoRa传感器供电。

适用于室内应用

AEM10941采集IC非常适合室内应用，因为它具有超低功率启动。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，导致22％的效率。这使得TSEM非常适合室内应用。

在室内收获多少能量？

室内灯约为室外灯的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充足，它会收获~10倍以上：7毫安时。

如果您需要收获更多，那么您可以将外部太阳能电池板连接到城堡通道。下面是机载太阳能电池和外部太阳能电池之间在成本，尺寸和每天收获的能量方面的比较。

太阳能板                     每天在室内收获的能量（mAh）       应用平均电流（uA）

• 2x $ 1.02板载        0.5V / 44mA 22x7mm             Ixys KXOB22-12X1L 0.5523
• 1x $ 1.06外部        1V / 100mA 30x25mm            1.145
• 1x $ 1.31外部        2V / 100mA 79x28mm            2.9120
• 1x $ 1.18外部        4V / 100mA 70x70mm            6.7279

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下方。

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，只有在使用外部太阳能电池板而不是板载太阳能电池时才能连接
• GND - 太阳能电池板负极端子，只有在使用外部太阳能电池板而不是板载太阳能电池时才能连接
• BUCK - 可用于拉高SELMPP1和SELMPP0，2.2V
• 状态 - 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 - 接地连接......