太阳能摇摆花ic原理的讨论

cancle

太阳能摇摆花ic原理的讨论 [复制链接]

市面上流行过的这东西大家估计都看过了,说起来很简单,就是一个太阳能小电池,大约提供最高1.2v电压,然后通过ic周期性地控制驱动线圈的导通,使其摇摆.



      本来只是一时无聊,打算自己做一个玩玩,但真正动手后让我不得不回头认真审视这个看起来简单却让我走了许多弯路的小电路.下面说下我的失败过程,希望各位一起给点指导意见.



      第一次:拆开测试一个花了9块钱买来的牺牲品.发现起ic驱动是一个周期约1hz,导通时间约20ms的周期方波.随着光照不同数字会有少许变化.于是便随便搞了个相同频率的振荡电路(用555,具体图就不贴了).结果接上去后一动不动.查了半天线路,才发现太阳能电池提供的电流实在太小,根本就不够振荡电路吃,更别提让花摇摆了.



       第二次 既然电流太小,那就减小功耗,找出以前做过的一个类似电路芯片接上去,(太阳能电池驱动的液晶板驱动,功能很简单,就是让液晶板不停的闪烁,只是为了能用太阳能板驱动,将功耗减小),结果还是失败.原因还是电池,电池电压太低,这个原本设计在2.5v工作的的ic竟然在1v电压时罢工了,驱动脚输出一个雷打不动的中间态0.6v



       第三次 既然电源问题失败了2次,正好师弟实验室在投试验片(学校自己的线,4寸的,基本只是做下研究生的设计电路好让他们出论文,复杂的还做不了.但对我这个小东西足够了),就认真设计一个可以在低压下工作的振荡电路,通过一个大尺寸的非门来做驱动,放在他们空闲的位置顺手做成了ic.出来后再次失望.振荡是起来了,但每次一驱动线圈,电源电压就直往下掉.等线圈关断了再慢慢上来.假如光线变弱了点,电压开始下降,摆上几次就又把自己锁死在导通状态,电流一直通过线圈溜走,无法再恢复振荡.回到了第二次的问题上.



      目前想法.这个看起来简单的ic其实工作环境相当恶劣.电源电压是一个变化量(光照变化啊,线圈启动时的脉冲干扰啊都会影响虽然加了个电容,但实际电压可以在0.2到1.2v之间变化),在这种条件下还要保证振荡周期的相对稳定,对于rc振荡的设计来说也是个挑战.再次,对于驱动电流的控制.电流过大会引起电池电压的下降,太小又无法驱动,这个调整也是个麻烦事.



      现在打算使用积分单稳态触发器的输出做驱动管的控制信号,期望能通过其自动恢复的特点解决输出锁死的问题,但不知道什么时候才有合适的机会做成实物验证...现在也只能用hspice模拟下看看结果.无奈对于实际情况下的模型该如何建立,真是一点概念都没.



      一直做的都是恒压供电的电路,做这个小东西真是让我看到了很多以前没考虑过的东西.望着角落那个被我拆得不成样子的样品,不由感慨学无止境.或许有人说直接把他反向出来啥问题都结了,这样是自己折腾自己.但有时候,自己做一下,想一下,也是一种乐趣.



      有兴趣,有闲心的人,欢迎跟贴讨论,指点下我还有什么没考虑到,或者想错了的地方.

[ 本帖最后由 cancle 于 2009-8-4 19:45 编辑 ]

zh1110

驱动线圈也要保留好振荡电路的能量

到处看看

把你拆开的那个电路发上来看看？是不是什么地方弄错了？？

soso

这个有意思，因为看到这种小花风靡一时啊

kevinrobot

是啊，自己设计比反相出来的，能学到的要多很多！支持你！关注你的结果。634796840，我QQ，向你交流学习啊~呵呵

cancle

外围电路很简单,就是电池2端接一个1000u电容贮能,同时给ic供电.ic的输出脚是一个大的nmos管,接驱动线圈.但用文字表达总是不如图来的明了,这图怎么贴呢,用上传附件吗?

    我的第三次使用一个大非门做驱动,但上面的p管做的很小,相对样品的单管结构,这一个不同会不会带来别的影响?今天又仿了下,发现原来设计的振荡电路工作电压还是有点偏高,主要是在0.9v时振荡频率突然变得很低,很容易停下来,但过了0.9v又恢复,这个又是什么原因?

   2楼朋友说到的能量转换问题,也有考虑过,但苦于无法用方程或模型来验证(这部分东西学得不好,全还给老师了),有没人能提供一个比较合理的模型?这个驱动线圈可否当作一个电感-电阻结构电路来仿真?但我总仿真不出那个能量回馈的效果.

soso

对，将图以附件的形式上传，然后光标放在要插入图的地方，点击插入按钮。

如果不清楚，请参考这个：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-81744-1-1.html

到处看看

太阳能电池的输出实在太低了？应该先把电压升起来！再存储起来！在利用开关电路根据存储的能量放电？根据以上思路，设计了一个电路！你可以试试！然后把结果反映上来！！

zhjzh72_2004

是什么地方弄错了.
8楼，dc电压升起来！再存储起来，很好！
不过，可以参考 石英钟的驱动。。。

cancle

8楼的 图很有意思,虽然还没完全分析明白,但这个思路是非常清晰的.假如哪位有时间能对那图来个详细的分析?感觉改动下就能直接用那个振荡来驱动花了,不需要ic

不过,我那个样品里面根本就没电感跟三极管,只有一个电容是分立器件.

由于机子上没装软件,就用画图板手画了个外围图,虽然难看点,但也能明白.整个结构非常简单,玄机都在那个ic里面.在ic里面是没办法做电感的,那他到底是怎样实现功能的呢?这也是我开始几次尝试时使用数字电路产生振荡脉冲来驱动的原因,或许有别的振荡的实现方法?

[ 本帖最后由 cancle 于 2009-8-9 22:59 编辑 ]

lzcqust

能否给解释下电路图原理？

到处看看

由D965，磁环变压器组成的单管反激升压电路（震荡电路），可以把太阳能电池的低电压升高几至十几倍！接通电源后D965由于33K电阻的正向偏置而饱和导通，由于通过变压器次级产生一个反向电流，又迫使三极管快速截止！电路产生震荡。在三极管截止期间，变压器初级产生一个反电势上负下正，这个反电势与太阳能电池叠加，通过肖特基二极管对1000uf电容充电！
右边的是一个开关电路，431是一个是三端可调并联稳压器！在这里巧妙的利用它的控制端组成震荡开关电路，1000uf电容存储的能量（电压）通过330K电阻向10uf电容充电，充电的速度和1000uf电容的电压成正比，当10ufd电容的电压达到2.5V时431导通，1000uf的能量带动电磁铁工作一次，进入下一个循环！
还可以考虑在330K电阻两端反向并联一个二极管，以改变10uf组成电路的充放电间隙！仅供参考

[ 本帖最后由 到处看看 于 2009-8-17 18:45 编辑 ]

HOHO

楼主 钻研精神可j嘉

未来充满希望

还有太阳花的线路图吗？

pigyong801

我想到石英钟IC

未来充满希望

帮忙分析一下这个电路图调试哪个电阻可以改变摇摆的速度摆起来快一点

741939310

谢谢分享，学习了