绿色电源在石英钟上的应用探讨
按石英钟国标规定:石英钟工作电压范围一般在1.25~1.70V;实测石英钟跳秒(间歇)式石英钟平均功耗电流在125μA左右。超级电容电压从1.7V降到1.25V时能释放出来的电量△Q=CUh-CUL=C(Uh-UL)=120×(1.7-1.215)=54C;这些电量若按平均电流I=150μA来输出,则需要时间t=△Q/I=54/(150×10-6)=3.6×105s=100h才能耗完。通过计算,从时间上确保了为石英钟夜间工作备用的电能。改造后的石英钟见图6。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201612/332271.htm
电路原理图中所用的元件规格或型号,见表1。
3 电路凸显绿色主题
石英钟用绿色能源的设计,紧紧抓住了绿色、环保、节能这个主题,有效解决了普通电池对人体、土壤、水源等危害。其特点如下:
(1)能源的获取是绿色的
众所周知:太阳光可以说是出之不尽,用之不竭的。将太阳光直接转化为电能,来取代电池作为石英钟能源,有利于减缓全球气候变暖和环境恶化的速度,体现了低碳生活从身边小事做起,口头倡导不如践行半步。
(2)能源的储存是环保的
碱性电池使用寿命最短,充电电池(锂离子、镍氢)的使用寿命较短(反复循环数几百次)。超级电容器具有容量大、使用寿命长(反复循环数近百万次)、免维护、经济环保等优点。
(3)能源的使用是高效的
充电电池(锂离子、镍氢)的能量储存是通过电能→化学能→电能的过程,转换效率低。本电路选用的超级电容器是一种新型储能装置,不经过化学能转换,当然使用效率高,体现了节能;另外,把直流电源电压通过分压获取所需的工作电压这种传统降压方式,变换效率同样也是低下的。本电路用电荷泵LM2788-2.0对电源管理,提高了电能的利用率,同样体现了节能。
4 推广价值
据2010年第六次全国人口普查,全国31个省、自治区、直辖市共有4亿多家庭,大部分家庭几乎都采用石英钟计时。保守估计,全国家庭至少有4亿台石英钟,每年消耗掉8亿节普通电池。若1亿户城镇家庭中石英钟使用绿色能源,那么对环境的保护是显而易见的。南于本电路造价低廉,具有一定的推广和使用价值。
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