专利名称：太阳能电池作为补充能源的感应控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制技术，具体地说是由太阳能电池作为补充能源的感应控制阀。
由于感应龙头或感应冲洗阀必须24小时不间断地处于工作状态，导致了电池工作的感应龙头或感应冲洗阀必须经常更换电池，电池的频繁更换，一方面提高了使用成本，给用户带来了不便，另一方面，对环保也不利。
大多数公知的感应龙头和感应冲洗阀在降低感应控制器功耗的同时选用高容量电池来尽可能延长电池的使用时间。
除了采取以上办法外，随着感应控制器功耗的逐渐降低，出现了依靠自然能量补充能源的新办法。日本发明了利用自来水的动力进行自发电作为补充动力源的感应龙头。利用自来水作为动力发电，不仅需要成本较高的发电机，同时还必须增加叶轮、轴承等机构，这些附属部件的增加，使得本来很简单的感应龙头变得较为复杂，可靠性降低，成本增加。其次，由于靠水力发电，仅仅在使用龙头的短暂瞬间才会补充电力，因此电力补充效果并不显著。
本实用新型的技术方案是用对光的频谱曲线和人眼视觉曲线相似的，其峰值响应所对应的光的波长约在600纳米左右的非晶硅太阳能电池1固装于感应龙头5(或感应冲洗阀)的外壳，非晶硅太阳能电池1的正负极两端引出线与非充电电池2、超大容量电容器3的正负极两端并联，该并联端与微功耗感应控制器4的电源输入端相并联，构成主供电电池免充电的太阳能电池补充能源的感应控制阀。
本实用新型与传统公知技术的感应龙头或感应冲洗阀相比，本实用新型所提供的太阳能电池补充能源的感应控制阀充分利用了能将漫射日光、荧光灯光、白炽灯光转换为电能的，适宜在弱光环境工作的非晶硅太阳能电池的优点；发挥了非充电电池容量大、自放电率低，可长期使用和保存的特点；利用了最新型超大容量电容器具有的可反复充电、极低的内阻、高容量、体积小的优越性能，使太阳能电池输出的微弱电流得以有效聚集，为室内使用的感应控制器提供了一种新的能量补充途径，为在更大范围内用自动感应控制阀替换手动龙头、手动冲洗阀提供了新的选择。
本实用新型与本申请人的在先专利申请“采用镍氢电池组--非晶硅太阳能电池--微功耗感应控制器组成的太阳能补充能源感应控制阀”相比较，具有电池容量大、自放电率低、可长期保存、免充电的特性，便于批量生产。
如
图1、图2所示，太阳能电池补充能源的感应龙头由对光的频谱响应峰值为600nm左右，在光强为200LUX白色光、环境温度为25℃的条件下，开路电压8V，短路电流不低于14uA的非晶硅太阳能电池1、非充电电池2(采用锂聚合物电池)、超大容量电容器3(凝胶电容)、微功耗感应阀控制器4(现有技术)、感应龙头5的本体组成；非晶硅太阳能电池1与感应龙头5的本体紧固或胶性联接，非晶硅太阳能电池1的引出线与非充电电池2、超大容量电容器3的正负极并联，组成复合并联电源，该并联电源输出端与微功耗感应阀控制器4的电源输入端相联接。
按以上方式组成的太阳能电池自动补充能源的感应水龙头，在白天漫射光线或荧光灯或白炽灯照射环境；在微功耗感应控制器6V额定工作电压时、静态电流低于14微安的负载条件下，上电之初，由于超大容量电容器未充电，因此，电容器也是负载，在电容器作为一个大负载的情况下，并联电源的端电压迅速跌落，锂聚合物电池、太阳能电池除了向微功耗感应控制器供电外，同时还向超大容量电容器充电，由于锂聚合物电池具有较低的内阻，能对超大容量电容器做快速充电，使超大容量电容器的电量迅速增加，导致并联电源端电压也迅速提高，锂聚合物电池充电电流逐渐减小，当电容器正负极间的电位差接近锂聚合物电池提供的3.6V电压时，锂聚合物电池的充电过程趋于结束。
随着并联电源端充电电流的减小，负载降低，在环境光线的作用下，太阳能电池的电动势不断增加，当该电动势高于锂聚合物电池的电动势时，太阳能电池转换为主供电电源向微功耗控制器供电，随着外界光线的强弱不同，太阳能电池输出电流的大小和方向也在不断变化，当太阳能电池输出的电流高于微功耗控制器所需的14微安电流时，剩余的电流继续向超大容量电容充电，由于超大容量电容的最大工作电压高于锂聚合物电池的电动势，并且具有超大容量，因此可以长时间承受涓电流的充电。太阳能电池对超大容量电容器不断充电的结果，致使超大容量电容内的电量逐渐增多，正负极间的电位差逐渐升高，导致并联电源端电压逐渐提高。
当微功耗感应控制器检测到有人使用龙头时，驱动发光管和阀门启闭执行机构动作，需提供较大的供应电流，由于超大容量电容受太阳能电池不断充电的影响，电容器正负极间的电位差高于锂聚合物电池的电动势，因此，超大容量电容首先放电，随着放电的持续，超大容量电容器正负极间的电位差逐渐降低，当该电位差降低至锂聚合物电池的电动势时，锂聚合物电池也同时参与气凝胶电容一起向负载(阀)供电。因超大容量电容与锂聚合物电池均具有较低的内阻，因此能迅速提供驱动所需的电流以启闭阀门，同时，由于感应控制阀的启闭时间很短(低于50毫秒)，因此可以迅速启闭阀门。
启闭动作完成后，微功耗感应控制器进入微功耗的待机状态。根据超大容量电容放电的多少不同，电容器正负极间的电位差也有所不同，若该电位差仍高于锂聚合物电池的电动势，则锂聚合物电池仍不工作，否则，锂聚合物电池再次向超大容量电容充电。充电的结果使超大容量电容器正负极间的电位差上升，并致使并联电源端电压的上升，当并联电源的端电压再次上升至高于锂聚合物电池的电动势时，系统又自动转换为太阳能电池向微功耗感应控制器供电，多余的部分继续向超大容量电容进行涓流充电。
当外界光线减弱，太阳能电池的电动势逐渐降低，其输出电流也随之减少，当太阳能电池的电动势低于超大容量电容正负极间的电位差时，停止向超大容量电容充电，但若仍高于锂聚合物电池的电动势时，则继续向微功耗控制器供电。当外界光线继续减弱，致使太阳能电池的电动势低于锂聚合物电池的电动势时，太阳能电池停止输出电流，转为超大容量电容和锂聚合物电池向微控制器供电。由于太阳能电池P-N结的作用，太阳能电池并不吸收电容器或锂聚合物电池输出的电流，因此，不会成为负载而消耗能量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种太阳能电池补充能源的感应控制阀，其特征在于由非晶硅太阳能电池(1)、非充电电池(2)、电容器(3)和微功耗感应控制器(4)构成；非晶硅太阳能电池(1)的正负极两端引出线与非充电电池(2)的正负极两端并联，该并联端与电容器(3)的正负极两端、微功耗感应控制器(4)的电源输入端相并联。
2.根据权利要求1所述的感应控制阀，其特征在于非晶硅太阳电池用对光的频谱曲线和人眼视觉曲线相似的、其峰值响应所对应的光的波长约在600纳米左右的非晶硅太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的感应控制阀，其特征在于感应控制阀固装于感应冲洗阀外壳或感应龙头本体上。
4.根据权利要求1所述的感应控制阀，其特征在于所用电容器为超大容量电容器。
专利摘要本实用新型是一种太阳能电池补充能源的感应控制阀。其特征在于由非晶硅太阳能电池(1)、非充电电池(2)、电容器(3)和微功耗感应控制器(4)构成；非晶硅太阳能电池(1)的正负极两端引出线与非充电电池(2)的正负极两端并联，该并联端与电容器(3)的正负极两端、微功耗感应控制器(4)的电源输入端相并联。本实用新型的感应控制阀充分利用了能将漫射日光、荧光灯光、白炽灯光转换为电能的、适宜在弱光环境工作的非晶硅太阳能电池的优点，发挥了非充电电池容量大、自放电率低，可长期使用和保存的特点。
文档编号H02J7/35GK2541987SQ0222232
公开日2003年3月26日 申请日期2002年4月20日 优先权日2002年4月20日
发明者赵捷, 吕云龙, 廖运林 申请人:新会吉事多卫浴有限公司