為了簡化儀器、監(jiān)視和控制應用的無線通信所需的配電系統(tǒng)，電源設計師努力尋找不依賴電網(wǎng)的器件。電池顯然是立即能想到的解決方法，讓人們出現(xiàn)了能不依賴電網(wǎng)的幻想，但是電池要更換或再充電，這意味著最終還是要連接到電網(wǎng)上，而且要昂貴的人工干預和維護。我們提出用能量收集的方法，使用這種方法時，能量是從緊挨著儀器的環(huán)境中收集的，無需連接到電網(wǎng)就可以使儀器永久運行，而且最大限度地減少或消除了維護需求。

可以收集各種環(huán)境能源以出現(xiàn)電能，包括機械振動、溫度差和入射光。其中，光伏能量收集有廣泛的適用范圍，因為光幾乎到處都有，光伏(PV)電池價格相對較低，而且與其他環(huán)境能量收集解決方法相比，能出現(xiàn)相對較高的功率。因為光伏能量收集方法供應相對較高的能量輸出，所以可用來給無線傳感器節(jié)點供電，還可用來給較高功率的電池充電應用供電，以延長電池壽命，從而在某些情況下完全無需有線充電。

串聯(lián)連接的高壓光伏電池組能供應充足的功率，但單節(jié)光伏電池解決方法卻很少見，因為單節(jié)光伏電池在有負載情況下出現(xiàn)的電壓很低，從這么低的電壓難以出現(xiàn)有用的電源軌。幾乎沒有升壓型轉換器能從電壓很低、阻抗相對較高的單節(jié)光伏電池出現(xiàn)輸出。不過，LTC3105是專門為應對這類挑戰(zhàn)而設計。該器件具有超低的250mV啟動電壓和可編程最大功率點控制，能從富有挑戰(zhàn)性的光伏電源出現(xiàn)大多數(shù)應用所需的典型電壓軌(1.8～5V)。

了解光伏電池電源

可以用一個電流源與一個二極管并聯(lián)來建立光伏電源的電模型，如圖1所示。更復雜的模型可顯示一些次要影響，但是就我們的目的而言，這個模型足夠充分了。

圖1簡單的光伏電池模型

反映光伏電池特性的兩個常見參數(shù)是開路電壓和短路電流。光伏電池的典型電流和電壓曲線如圖2所示。請注意，短路電流是該模型電流發(fā)生器的輸出，而開路電壓是該模型二極管的正向電壓。隨著光照射量的新增，該發(fā)生器出現(xiàn)的電流也新增，同時IV曲線向上移動。

圖2典型的光伏電池I-V曲線