关于太阳能电池元件的手电筒及其改进方法。方案、说明

手电筒介绍太阳能电池的元件及其改进方法。无线电电子电气工程百科全书

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上图。图1.8所示为4个RS5415.5元件串联、1400mAh AA电池和充电控制装置的装饰灯外观。

还有其他外观不同的设计（例如，设计用于直接“粘贴”（垂直安装）到夏季小屋的地面上。不同类型的灯的用途可能不同，电池的容量及其类型（以及太阳能电池的功率）根据设计的不同而有所不同，但所有操作原理都是相同的。在太阳活动频繁（白天）的晴朗天气下，该设备使用太阳能的光电池电池，将太阳能转化为电流，为低功率电池充电。当天黑时，自然太阳活动减少，电池充电终止。

太阳能电池手电筒及其改进方法
图 1.8 RS4 5415 元件串联装饰灯具 5

内部电路“感觉到”黄昏的到来，并使发光元件（即橙色 LED）闪烁。从结构上看，LED 采用哑光塑料管制成，看起来就像灯罩内有一根蜡烛在闪烁。上图。 1.9展示了手电筒外壳内磨砂管的设计，橙色LED“隐藏”在其中。

得益于外壳的设计特点、成功的美学解决方案，以及用混乱的脉冲控制 LED 的设备的电子电路，才有可能获得闪烁蜡烛的效果。

新轻元素领域的进展是不可逆转的。大约10年前，各地都在销售特殊的灯（以E27筒计算，照明网络的电压为220V），由于灯泡中的惰性（氖）气体，产生了类似蜡烛闪烁的效果。如今，LED也能获得同样的效果。

这种灯笼的成本很小，从 3 到 10 欧元不等。在俄罗斯及其邻国，此类灯在电器产品、纪念品和大型超市部门出售。

太阳能电池手电筒及其改进方法
图 1 9. 带有橙色 LED 的磨砂管设计

考虑设备的电路及其主要元件。

设备的操作原理

该装置的电路如图所示。 1.10。

太阳能电池手电筒及其改进方法
图 1 10. 带有闪烁光和太阳能电池板自动充电的手电筒的电路图

芯片DA1在结构上是“淹没式”的，并且在印刷电路板上有一滴具有三个引线的固体组合物。该微电路的功能是产生具有混沌重复率和占空比的脉冲。一旦通过 SB1 开关闭合电路获得电源，引脚 3 DAI“OUT”（使用正常充电的电池）就会出现幅度为 1,5-1,6 V 的正极性混沌脉冲。限流电阻R3限制通过HL1 LED的电流，从而在晚上执行设备的节能功能。

来自微电路输出的无序脉冲进入晶体管VT3的基极，在晶体管VTXNUMX上实现电流放大器。

依次，在晶体管VT1、VT2上组装有光敏组件（光继电器），通过太阳能电池板充电来控制电流放大器的操作。

VT2和LED HL1。在晴朗的天气或阴天（简而言之，白天）太阳活动明显的情况下，FB1-FB4元件上的太阳能电池是直流发电机。其元件上的最大总电压（在 VD1 二极管的阴极和公共线处测量）至少为 3,4V。该电压进入晶体管 VT1 的基极（根据达林顿电路与 VT2 连接在一起 - 最大电压）。电压倍增因子）通过电阻器Rl、R4上的分压器。也就是说，在有光的情况下，太阳能电池上的电压足以打开晶体管VT1，从而锁定VT2。晶体管VT3无电流流过，LED不闪烁。

串联的电池GB1、GB2，当SB1闭合时，通过VD1二极管以小电流充电，其第二个作用是防止电池在夜间通过太阳能电池放电。

在一天中的傍晚（天黑）时间，当没有足够的自然光给电池充电时，晶体管VT1、VT2上的光继电器允许电流通过晶体管VT3，HL1 LED闪烁，类似于燃烧的蜡烛。在这种情况下，大约8mA的电流流过LED。

当 LED 关闭时，该器件实际上不消耗电流。因此，如果 LED 只在傍晚和夜间（即 1/2 天）亮起，充足电的电池就足够使用三天（约 88 小时）。

然而，电池在白天充电，因此实际上新手电筒的工作时间会增加很多，并且（主要）取决于白天的太阳活动，即电池充电电流。

一般来说，灯笼安装在房间的窗户上，这样白天充电效果更好。实际上，在房间深处安装手电筒是不可能的，在黑暗的室内更是如此，因为不可能获得所需的电池充电水平和“无限操作”的可能性。手册（操作说明）中，“由于 LED 资源至少为 100 小时”并不属实。当然，不是因为LED，而是因为该设备需要持续的太阳能来充电，而在黑暗的角落或房间里，太阳能将无处可得，而且电池也没有无限的充放电循环。我们将在下面讨论该设备的其他明显缺点以及本地化它们的方法。

图上。图 1.11 显示了在外壳内安装太阳能电池的视图。

太阳能电池手电筒及其改进方法
图 1.11。在房屋内安装太阳能电池

关于详情

该设备配备 AA 镍镉电池，标称电压为 1,2 V，容量为 700 mAh。

三极管VT1-VT3可用KT312、KT343等任意字母索引及类似国产器件代替。

改进工作的建议

为了改善设备的运行，包括连续几个月的长期不间断运行（而不是像完成之前那样需要几天），有必要对电路进行一些简单的改变。

与 VD1 二极管并联，再安装 2 个类似的二极管，以增加电池充电电流。最主要的是所有三个二极管都很相似。
将电池替换为同样 AA 封装但容量为 1400 mAh 或以上的 Ni-Mh 电池（这将延长其使用寿命）。
从电路中移除电阻器 R4。在这种情况下，光继电器将在最低照度下更早地工作，并稍后（黄昏时）打开 LED，这有助于延长电池的充电时间，尤其是容量比标准电池更大的电池。
白天，最好在最明亮的地方（例如窗户上）操作灯笼（如上所述），而到了晚上，在浪漫晚餐的前夕，您可以将它移到深处房间，将为人际交往的氛围增添浪漫和创意。

上图。 1.12 展示了带有内置电池的便携式太阳能灯。

太阳能电池手电筒及其改进方法
米。 1.12. 内置电池的太阳能便携式灯

应用范围

太阳能电池和基于其的微型太阳能电池在日常生活和户外的应用范围非常广泛。

例如，数码相机或相机肩带内置的 2-3 个太阳能电池板将无法让您为设备的电池充满电，但它们足以为电池供电，并且不会让旅行者在没有电池的情况下离开。有机会在远离文明的大自然中拍照，那里除了自然阳光之外根本没有任何东西可以给微型电池充电。

为此，以通常的方式将背带连接到相机上。从它身上取下一根小电线，通过直流输出连接器连接到相机，用于外部供电。根据太阳活动的情况，这样的皮带可用于给电池充电 10-12 小时。

作者：卡什卡罗夫 A.P.

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