專利名稱：太陽能電池作為補充能源的感應控制閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及自動控制技術，具體地說是由太陽能電池作為補充能源的感應控制閥。
由于感應龍頭或感應沖洗閥必須24小時不間斷地處于工作狀態，導致了電池工作的感應龍頭或感應沖洗閥必須經常更換電池，電池的頻繁更換，一方面提高了使用成本，給用戶帶來了不便，另一方面，對環保也不利。
大多數公知的感應龍頭和感應沖洗閥在降低感應控制器功耗的同時選用高容量電池來盡可能延長電池的使用時間。
除了采取以上辦法外，隨著感應控制器功耗的逐漸降低，出現了依靠自然能量補充能源的新辦法。日本發明了利用自來水的動力進行自發電作為補充動力源的感應龍頭。利用自來水作為動力發電，不僅需要成本較高的發電機，同時還必須增加葉輪、軸承等機構，這些附屬部件的增加，使得本來很簡單的感應龍頭變得較為復雜，可靠性降低，成本增加。其次，由于靠水力發電，僅僅在使用龍頭的短暫瞬間才會補充電力，因此電力補充效果并不顯著。
本實用新型的技術方案是用對光的頻譜曲線和人眼視覺曲線相似的，其峰值響應所對應的光的波長約在600納米左右的非晶硅太陽能電池1固裝于感應龍頭5(或感應沖洗閥)的外殼，非晶硅太陽能電池1的正負極兩端引出線與非充電電池2、超大容量電容器3的正負極兩端并聯，該并聯端與微功耗感應控制器4的電源輸入端相并聯，構成主供電電池免充電的太陽能電池補充能源的感應控制閥。
本實用新型與傳統公知技術的感應龍頭或感應沖洗閥相比，本實用新型所提供的太陽能電池補充能源的感應控制閥充分利用了能將漫射日光、熒光燈光、白熾燈光轉換為電能的，適宜在弱光環境工作的非晶硅太陽能電池的優點；發揮了非充電電池容量大、自放電率低，可長期使用和保存的特點；利用了最新型超大容量電容器具有的可反復充電、極低的內阻、高容量、體積小的優越性能，使太陽能電池輸出的微弱電流得以有效聚集，為室內使用的感應控制器提供了一種新的能量補充途徑，為在更大范圍內用自動感應控制閥替換手動龍頭、手動沖洗閥提供了新的選擇。
本實用新型與本申請人的在先專利申請“采用鎳氫電池組--非晶硅太陽能電池--微功耗感應控制器組成的太陽能補充能源感應控制閥”相比較，具有電池容量大、自放電率低、可長期保存、免充電的特性，便于批量生產。
如

圖1、圖2所示，太陽能電池補充能源的感應龍頭由對光的頻譜響應峰值為600nm左右，在光強為200LUX白色光、環境溫度為25℃的條件下，開路電壓8V，短路電流不低于14uA的非晶硅太陽能電池1、非充電電池2(采用鋰聚合物電池)、超大容量電容器3(凝膠電容)、微功耗感應閥控制器4(現有技術)、感應龍頭5的本體組成；非晶硅太陽能電池1與感應龍頭5的本體緊固或膠性聯接，非晶硅太陽能電池1的引出線與非充電電池2、超大容量電容器3的正負極并聯，組成復合并聯電源，該并聯電源輸出端與微功耗感應閥控制器4的電源輸入端相聯接。
按以上方式組成的太陽能電池自動補充能源的感應水龍頭，在白天漫射光線或熒光燈或白熾燈照射環境；在微功耗感應控制器6V額定工作電壓時、靜態電流低于14微安的負載條件下，上電之初，由于超大容量電容器未充電，因此，電容器也是負載，在電容器作為一個大負載的情況下，并聯電源的端電壓迅速跌落，鋰聚合物電池、太陽能電池除了向微功耗感應控制器供電外，同時還向超大容量電容器充電，由于鋰聚合物電池具有較低的內阻，能對超大容量電容器做快速充電，使超大容量電容器的電量迅速增加，導致并聯電源端電壓也迅速提高，鋰聚合物電池充電電流逐漸減小，當電容器正負極間的電位差接近鋰聚合物電池提供的3.6V電壓時，鋰聚合物電池的充電過程趨于結束。
隨著并聯電源端充電電流的減小，負載降低，在環境光線的作用下，太陽能電池的電動勢不斷增加，當該電動勢高于鋰聚合物電池的電動勢時，太陽能電池轉換為主供電電源向微功耗控制器供電，隨著外界光線的強弱不同，太陽能電池輸出電流的大小和方向也在不斷變化，當太陽能電池輸出的電流高于微功耗控制器所需的14微安電流時，剩余的電流繼續向超大容量電容充電，由于超大容量電容的最大工作電壓高于鋰聚合物電池的電動勢，并且具有超大容量，因此可以長時間承受涓電流的充電。太陽能電池對超大容量電容器不斷充電的結果，致使超大容量電容內的電量逐漸增多，正負極間的電位差逐漸升高，導致并聯電源端電壓逐漸提高。
當微功耗感應控制器檢測到有人使用龍頭時，驅動發光管和閥門啟閉執行機構動作，需提供較大的供應電流，由于超大容量電容受太陽能電池不斷充電的影響，電容器正負極間的電位差高于鋰聚合物電池的電動勢，因此，超大容量電容首先放電，隨著放電的持續，超大容量電容器正負極間的電位差逐漸降低，當該電位差降低至鋰聚合物電池的電動勢時，鋰聚合物電池也同時參與氣凝膠電容一起向負載(閥)供電。因超大容量電容與鋰聚合物電池均具有較低的內阻，因此能迅速提供驅動所需的電流以啟閉閥門，同時，由于感應控制閥的啟閉時間很短(低于50毫秒)，因此可以迅速啟閉閥門。
啟閉動作完成后，微功耗感應控制器進入微功耗的待機狀態。根據超大容量電容放電的多少不同，電容器正負極間的電位差也有所不同，若該電位差仍高于鋰聚合物電池的電動勢，則鋰聚合物電池仍不工作，否則，鋰聚合物電池再次向超大容量電容充電。充電的結果使超大容量電容器正負極間的電位差上升，并致使并聯電源端電壓的上升，當并聯電源的端電壓再次上升至高于鋰聚合物電池的電動勢時，系統又自動轉換為太陽能電池向微功耗感應控制器供電，多余的部分繼續向超大容量電容進行涓流充電。
當外界光線減弱，太陽能電池的電動勢逐漸降低，其輸出電流也隨之減少，當太陽能電池的電動勢低于超大容量電容正負極間的電位差時，停止向超大容量電容充電，但若仍高于鋰聚合物電池的電動勢時，則繼續向微功耗控制器供電。當外界光線繼續減弱，致使太陽能電池的電動勢低于鋰聚合物電池的電動勢時，太陽能電池停止輸出電流，轉為超大容量電容和鋰聚合物電池向微控制器供電。由于太陽能電池P-N結的作用，太陽能電池并不吸收電容器或鋰聚合物電池輸出的電流，因此，不會成為負載而消耗能量。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1.一種太陽能電池補充能源的感應控制閥，其特征在于由非晶硅太陽能電池(1)、非充電電池(2)、電容器(3)和微功耗感應控制器(4)構成；非晶硅太陽能電池(1)的正負極兩端引出線與非充電電池(2)的正負極兩端并聯，該并聯端與電容器(3)的正負極兩端、微功耗感應控制器(4)的電源輸入端相并聯。
2.根據權利要求1所述的感應控制閥，其特征在于非晶硅太陽電池用對光的頻譜曲線和人眼視覺曲線相似的、其峰值響應所對應的光的波長約在600納米左右的非晶硅太陽能電池。
3.根據權利要求1所述的感應控制閥，其特征在于感應控制閥固裝于感應沖洗閥外殼或感應龍頭本體上。
4.根據權利要求1所述的感應控制閥，其特征在于所用電容器為超大容量電容器。
專利摘要本實用新型是一種太陽能電池補充能源的感應控制閥。其特征在于由非晶硅太陽能電池(1)、非充電電池(2)、電容器(3)和微功耗感應控制器(4)構成；非晶硅太陽能電池(1)的正負極兩端引出線與非充電電池(2)的正負極兩端并聯，該并聯端與電容器(3)的正負極兩端、微功耗感應控制器(4)的電源輸入端相并聯。本實用新型的感應控制閥充分利用了能將漫射日光、熒光燈光、白熾燈光轉換為電能的、適宜在弱光環境工作的非晶硅太陽能電池的優點，發揮了非充電電池容量大、自放電率低，可長期使用和保存的特點。
文檔編號H02J7/35GK2541987SQ0222232
公開日2003年3月26日 申請日期2002年4月20日 優先權日2002年4月20日
發明者趙捷, 呂云龍, 廖運林 申請人:新會吉事多衛浴有限公司