无线传感器网络节点太阳能电源系统设计
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1．3 电源输出模块
MCU的工作电压一般为2．7～3．3 V，传感器工作电压有3 V和5 V。由于MCU与传感器所需电压不一致，而且锂电池的供电电压为3．7～4．2 V，这就需要进行DC-DC装换。本方案中选用凌特公司的LTC3537芯片。LTC3537具有集成输出断接功能和LD0的2．2 MHz、电流模式同步升压型DC／DC转换器。该器件的升压型转换器内部600 mA开关可从启动时的0．68 V(工作时为0．5 V)至5 V输入电压范围提供高达5．25 V的输出电压，非常适用于锂离子／聚合物或单节／多节碱性／镍氢金属电池应用。LTC3537的应用原理图如图5所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/162090.htm
将LTC3537的MODE引脚置为低电平工作在PWM模式，ENBST和ENLDO置为高电平工作在正常状态，亦可置为低电平使其截止。两路输出分别为3．3 V和5 V。
2 电源控制流程
根据太阳能电池和锂电池的工作状态，电源的控制流程如图6所示。
3 实验与分析
本设计节点及电源组装如图7所示，实验中采用Micaz节点作为负载节点，将其工作周期设为2％，进行供电实验。
在实验中对太阳能电池板和锂电池电压进行监测，监测间隔为2 h，所得数据如图8所示。实验开始时间为正午12点，系统启动时锂电池为3．7 V，太阳能电池板达到最高输出电压5．1 V，此后锂电池一直进行充电，直至达到饱和电压4．2 V。进入下午随着太阳光逐渐减弱，太阳能电池板的输出电压逐渐降低。黄昏后太阳能电池板基本无输出并被截断，此时节点进入低功耗模式仅靠锂电池供电，这时采用低功耗方案减少能量消耗，锂电池在黎明时电压降至最低仅3．75V。此后随着太阳光的逐渐增强，锂电池又进入充电状态，在正时午达到最大值，并按上述过程循环。
4 结语
本文提出并初步实现了一种利用太阳能供能的无线传感器网络节点电源系统。实验结果表明本设计的电源系统由于具有补充能量的途径，并结合能量管理、能量转移技术提高了能量利用效率，从而有效地延长了节点的生存周期。本设计可以应用在户外能被阳光照射的节点上，如精细农业中布置在田间的节点，环境监测中布置于野外的节点等。
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