太阳能石英钟的设计与实现

　　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。