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使用带有小型太阳能电池的超级电容器进行电源管理和能量存储，第 1 部分
环境有丰富的能量，但很少有力量。能量收集可以利用环境的“无限”能源，并避免连接到主电源的成本或更换和处理电池的耗时且对环境敏感的任务。许多应用都有成本和尺寸限制，因此本文将着眼于使用小型太阳能电池。近年来，太阳能电池已投入大量开发工作，使其成为最高效、最有效和可用的小型能量收集器。能量收集为无线传感器等自主应用提供了方便且具有成本效益的能量供应，并且无线传感器网络 (WSN) 正变得无处不在。本文将重点关注环境收集的太阳能，如果在房间内没有检测到，它可以为运动传感器提供动力以关闭灯，
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使用带有小型太阳能电池的超级电容器进行电源管理和能量存储，第 2 部分
设计师面临的首要选择是使用单电池还是双电池超级电容器。超级电容器是低压器件，典型的最大电池电压为 2.7V。具有 2 个串联电池的双电池超级电容器使该最大电压翻倍。单电池解决方案成本更低，需要的空间更少，并且不需要电池平衡。如果应用的最大-最小电压为 3V–2V，例如 BLE，则在降低的电压范围(例如 2.7V–2.0V)上运行该应用，并使用单个电池。如果应用最小电压大于最大单节电压，例如 GPRS 模块的 3.2V，那么双节超级电容器是直接提供峰值负载电流的超级电容器的最佳解决方案。
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使用带有小型太阳能电池的超级电容器进行电源管理和能量存储，第 3 部分
太阳能电池会将电流输送到短路状态，因此如果 Vsolar_cell > 在汲取负载电流时为负载供电所需的最小电压，并且太阳能电池的开路电压，Vsolar_oc < 最大超级电容器电压，这提供了固有的过电压保护，那么最简单的充电电路如图 7所示。二极管防止超级电容器向太阳能电池放电，选择肖特基用于低正向电压，BAT54 用于低漏电流，因此太阳能电池不会耗尽超级电容器低光照水平。
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使用带有小型太阳能电池的超级电容器进行电源管理和能量存储，第 4 部分
在本系列的前面部分中，我们回顾了太阳能电池的性能、如何选择和尺寸超级电容器、超级电容器充电电路的要求和充电 IC 特性。我们现在将使用两个案例研究来详细说明这些属性。 案例研究 1：在 100 勒克斯的低光照条件下，在室内使用小型太阳能电池为使用 CAP-XX GA109 的蓝牙低功耗传感器供电 在这种情况下，我们使用了在低至 100 勒克斯的室内光线下运行的低功耗 BLE 传感器。传感器只在有光的情况下工作，因此超级电容只需要支持数据采集和传输即可。
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使用带有小型太阳能电池的超级电容器进行电源管理和能量存储，第 5 部分
在本案例研究中，我们将使用案例 1 中使用的相同太阳能电池，但在阳光明媚的日子使用户外照明。这将用于支持每 ½ 小时持续 2 秒的 SMS。SMS 突发使用 10 类 GPRS 传输，在 25% 占空比下具有 2A 1.1ms 脉冲。此应用中的最大最小电压为 3.8V – 3.0V，超级电容器应支持 12 小时无光传输。CAP-XX 最近发布了从 1 到 400F 的具有成本效益的圆柱形电池系列，适用于需要更高 C 但不受工业设计限制为薄棱柱形尺寸的应用。
