能量采集系统环境能量转换器基础知识

表 1 显示了来自不同能量转换器的典型功率级别以及采集器的重要考虑因素。在一般情况下，大多数采集器都可以提供 ~10-50 µW/cm2 左右的平均功率。所获功率的大小与采集器面积有关，并严重依赖于采集器的可用空间。利用一个太阳能电池例子，我们可以描述出采集器的一些特性。太阳能电池可以建模为一个与二极管并联的电流源，如图 1 所示。分流电阻对漏电建模，而串联电阻对接触电池电阻建模。

图 1 光伏电池及其特性曲线的电气模型

当光线照在太阳能电池上时，电池产生一个流过输出端的电流 IPH。电池为开路时，该电流在输出端形成电压 VOC。在开路和短路两种极端情况之间，电池产生功率。图 1 中，红色曲线表示太阳能电池的电流对比电压特性。照度增加，短路电流增加，并对电池开路电压产生微弱影响。从太阳能电池获得的功率在某个特定的电压下达到最大，然后在该电压任意一端逐渐下降。这就是电池的最大功率点。它与入射光及其他环境因素有关，例如：温度等。由于其高阻抗特性，其他转换器都具有类似的最大功率点 (MPP) 特性。因此，如何选择一种电源管理解决方案，让其能够工作在 MPP 下，是我们需要考虑一个的关键因素。