太陽(yáng)能電池板的制作方法(圖文)

本刊前幾期介紹了太陽(yáng)能電池板及相關(guān)的小制作，引發(fā)了包括筆者在內的許多讀者的興趣。閑來(lái)無(wú)事，突發(fā)奇想，決定利用手頭上的兩塊太陽(yáng)能電池板DIY一個(gè)微型太陽(yáng)能供電系統，模擬現代化太陽(yáng)能電源，同時(shí)也可以用它給一些小裝置供電玩玩。

太陽(yáng)能電源的基本原理是：平時(shí)將收集到的光能轉化為電能儲存起來(lái)，在開(kāi)啟負載時(shí)就釋放儲存起來(lái)的電能。典型的太陽(yáng)能電源的例子就是太陽(yáng)能路燈：在白天有陽(yáng)光照射時(shí)便為蓄電池充電，夜晚就通過(guò)蓄電池向燈泡（現多為低功耗高亮LED）供電用以照明。許多城市主干道路燈已開(kāi)始使用這種太陽(yáng)能電源。一個(gè)實(shí)際的太陽(yáng)能電源是比較復雜的，但不管有多么復雜，其原理是萬(wàn)變不離其宗的。當然，我們制作一個(gè)微型的太陽(yáng)能電源沒(méi)有必要做得那么復雜。

太陽(yáng)能供電板的原理及設計

在了解了實(shí)際的太陽(yáng)能電源后，筆者就開(kāi)始設計太陽(yáng)能供電板了，我的整體思路是：通過(guò)太陽(yáng)能電池板給1.2V可充電電池充電儲能，然后利用升壓電路將1.2V升壓至3V以上供負載使用。有人可能會(huì )說(shuō)了：為什么不直接用幾節充電電池串聯(lián)來(lái)儲能和輸出呢，這樣不就可以省略升壓電路了？為什么中間要轉這么一道彎呢？因為我們是要用太陽(yáng)能電池板來(lái)給電池充電的，畢竟太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生較高電壓的機會(huì )不多，電池自身電壓過(guò)高后會(huì )導致充電無(wú)法進(jìn)行。對于我手頭的這一種太陽(yáng)能電池板，在室內靠窗光線(xiàn)比較好的地方輸出電壓便可達到1.2伏以上（連接在電路中時(shí)，非空載狀態(tài)下），這樣就開(kāi)始給額定電壓為1.2V的電池充電了，但如果要使它輸出3V以上的電壓就恐怕要拿到太陽(yáng)底下去了。用一節電池儲能的好處就是可以大大降低充電對光強的要求，延長(cháng)給電池充電的時(shí)間。

太陽(yáng)能供電板的電路如圖1所示。由D1、BT構成系統的太陽(yáng)能充電電路。平時(shí)，只要達到一定光強，太陽(yáng)能電池板便通過(guò)二極管D1為充電電池BT充電，直至飽和。除了太陽(yáng)能充電方式外，我還設計了備用的外部直流電源充電接口以防不時(shí)之需。外部充電電路由R1、DS1、D2、BT構成，R1選用功率為1W的電阻，當R1為10歐姆的時(shí)候，最佳外部充電電壓為3-4伏，DS1為外部充電指示燈，它是利用電阻R1上的壓降來(lái)點(diǎn)亮的。后面的升壓電路是運用間歇振蕩器的快速關(guān)斷（截止）的特性而實(shí)現升壓的。S1為供電開(kāi)關(guān)，當S1閉合后升壓電路開(kāi)始工作，太陽(yáng)能供電板便可驅動(dòng)負載，J1為輸出接口，DS2是輸出指示燈。

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　　市售的太陽(yáng)能電池板的價(jià)格普遍較高，但我們沒(méi)有必要去買(mǎi)很大的太陽(yáng)能電池板，適中即可。經(jīng)實(shí)測，筆者在本制作中使用的太陽(yáng)能電池板單個(gè)的開(kāi)路電壓可達到4.2V，短路電流可達38mA。整個(gè)系統是在萬(wàn)用電路板（俗稱(chēng)“洞洞板”）上搭建的，所以需要準備一塊萬(wàn)用電路板。圖2是準備好的兩塊太陽(yáng)能電池板和洞洞板。電池選用一顆額定電壓為1.2V的普通5號鎳氫充電電池即可。升壓電路可以使用單電池高亮LED手電筒里面現成的升壓電路板。筆者就是拆的一支廢棄的單電池高亮LED手電筒里面的升壓電路板。如需自己做，電感T1用Φ0.4mm的漆包線(xiàn)在Φ8mm的小磁環(huán)上分別繞15圈和9圈，小磁環(huán)可以從廢棄節能燈中拆出，二極管IN5819若找不到可用IN4148代用，C1選用100uF的鉭電容，如果沒(méi)有也可用等值電解電容代替，只是效率稍低一些。 

　　制作過(guò)程

　　首先剪一小段金屬絲焊接在太陽(yáng)能電池板的兩個(gè)電極上作為引腳（圖3），以便于連接和固定在電路板上。兩塊太陽(yáng)能電池板是正極對正極，負極對負極（上面有標識）并聯(lián)起來(lái)使用的，這樣可以有效地增強太陽(yáng)能電池板提供電流的能力。安裝好太陽(yáng)能電池板后如圖4所示。