太阳能石英钟的设计与实现

太阳能石英钟的设计与实现,第1张

  电池跟我们的生活和工作息息相关,比如家庭和办公场所用的石英钟(指针式)一般多以5号电池作为电源。据有关资料统计,中国电池年产量约150亿枚,是世界生产大国,年消费量约50亿枚,也是世界消费大国,并且有日益增加的趋势。多年来数量庞大的废旧电池,在我国几乎都随垃圾一起丢弃,处理方式要么焚烧、要么填埋。

  大家都知道对自然环境威胁最大的五种金属是铬、镉、铜、铅、汞,电池就占了其中的汞、铅、镉三种。若焚烧,污染了大气;若填埋,污染了土壤,对农作物有害;污染了水源对水生物(鱼虾等)有害。据资料介绍:一粒小小的钮扣电池可污染60万升水,相当于一个人一生的饮水量;一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值,并造成永久性公害。

  人离不开地球,也离不开食物。这些有毒重金属通过各种途径(鼻口呼吸、饮食蔬菜、鱼虾等)进人人体内,长期积蓄难以排除。医学界已证实:汞会严重危害人体神经系统,尤其对儿童受害最大;镉会引起人体骨质疏松、造成骨骼变形、骨痛等,并引起肝和肾受损;铅进入人体后最难排泄,它干扰肾功能、生殖功能。会导致儿童行为异常和低智商等。

  既然废旧电池对人类造成的危害已成为不争的事实,那么世界其它国家是如何处理的呢?在欧洲一些西方国家(比如德国),废旧电池早被列为危险有毒废物,由电池经销商必须通过“收旧卖新”方式回收,绝不能随便丢弃在自然界中。

  在我国,尽管民间少数环保人士借鉴西方一些国家经验,倡导废旧电池分类收集,但由于一方面政府对废旧电池处理没有明确的法规,另一方面人们对废旧电池的危害认识程度不深、重视程度不够;对废旧电池收集工作热情不高、参与人数不多。文中提出了由太阳能电池板超级电容电荷泵(LM2788-2.0)为核心器件,设计出一款取代传统5号电池的绿色环保节能电源,应用在石英钟上,从源头上避免了废旧5号电池对环境的污染,对保护环境、守住我们绿色家园将起到积极的作用。

  1 元件说明

  电路是由太阳能电池板、超级电容、电荷泵、肖特基二极管四大核心部件构成。

  (1)太阳能电池板材料为多晶硅,尺寸长60mm、宽44mm、厚3mm;输出电参数:工作电压5.5V、工作电流60mA、额定功率0.33W,见图1。

  

  (2)超级电容参数为120F/2.3V,其特点是充电快、寿命长、效率高、容量大、温度适应性好,另外生产、使用、储存、拆解各个环节均无污染,见图2。

  

  (3)电荷泵LM2788-2.0是一种8脚降压式电荷泵DC/DC变换器。输入2.6V~5.5V,输出2.0V。该变换器主要特点:输出电压精度分别为:2.0V±5%、输出电流可达120mA;最高转换效率可达90%;低功耗,工作电流32μA;有关闭控制,关闭状态时耗电仅0.1μ;有过热及短路保护,见图3。

  

  (4)肖特基二极管1N5819特点是电流大(1A),压降低(0.3V),耐压高(40V),见图4。

  

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