智能太陽(yáng)能充電器開(kāi)發(fā)方案

　　太陽(yáng)能是潔凈可再生能源，如果能提高太陽(yáng)能使用率，那么對將來(lái)的發(fā)展會(huì )產(chǎn)生重大的影響，尤其是將太陰能應用在移動(dòng)充電包上，對我們的生活來(lái)講將是方便的。

　　基于太陽(yáng)能充電器需求的不斷增加，在本方案里，采用某個(gè)電池充電管理芯片設計了一種多功能太陽(yáng)能充電器。在詳細介紹輸入電壓調節環(huán)路及該芯片的其他功能的基礎上，針對設計過(guò)程中涉及的元器件選型，PCB布線(xiàn)注意事項作了詳細介紹，同時(shí)對如何設計更具有生命力和適應性的充電器產(chǎn)品給出了建議。
 

　　太陽(yáng)能充電器可實(shí)現對光伏電池的峰值功率跟蹤，使充電效率化，同時(shí)也減少光伏電池使用量。該太陽(yáng)能充電器具有很高的浮充電壓精度，可滿(mǎn)足對充電電壓要求嚴苛的充電設備的充電需求。

　　太陽(yáng)能作為一種免費的綠色清潔能源，在越來(lái)越多的場(chǎng)合中得以應用，如太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能航海浮標以及諸如手機、GPS 導航儀、相機等移動(dòng)設備的戶(hù)外充電。一般采用光伏電池作為光電轉換器件，并將電能存儲在充電電池中供這些設備使用。光伏電池的內部構造決定其效率有限，目前商用單晶硅電池效率為13%~18%;加之其造價(jià)較高，因此從光伏電池中抽取功率減少其使用量，并實(shí)現蓄電設備的效率快速充電成為太陽(yáng)能充電器的設計目標。采用峰值功率跟蹤(MPPT)的方法可實(shí)現從光伏電池中抽取功率。

　　對于單晶硅光伏電池，其功率點(diǎn)發(fā)生在每條V-I 曲線(xiàn)的拐點(diǎn)處。盡管不同光照強度下光伏電池的峰值功率點(diǎn)不同，但各個(gè)峰值功率點(diǎn)對應的輸出電壓基本保持不變。此電壓稱(chēng)為峰值功率電壓，以VP(MAX)表示。為使光伏電池工作在功率輸出點(diǎn)，充電器需將其輸出電壓保持在V P(MAX)附近。該芯片采用一種特殊的輸入電壓調整環(huán)路，當使用太陽(yáng)能電池板作為輸入電源時(shí)，當光伏電池板輸出電壓降低到某一設定值，芯片就會(huì )自動(dòng)降低充電電流，使光伏電池板保持在峰值功率輸出點(diǎn)。

　　芯片可設置充電電流高達2 A，其內部恒定頻率為1 MHz 的高頻開(kāi)關(guān)，可提高充電效率。芯片具有從4.95~32 V寬輸入電壓范圍，其浮充電壓V BAT(FLOAT)可由電阻分壓器方便設置，可達14.4 V，滿(mǎn)足絕大多數充電電池的充電需求。

　　準確的門(mén)限關(guān)斷引腳支持欠壓鎖定功能。兩個(gè)OC 門(mén)引腳，灌電流高達10 mA，可驅動(dòng)LED 以標識充電器的充電或故障狀態(tài)。該芯片還具有電池溫度監視、壞電池檢測以及自動(dòng)充電功能。

　　在電池充電期間， 當芯片檢測到電池電壓低于0.7 倍的V BAT(FLOAT)時(shí)，充電器自動(dòng)進(jìn)入預置充電模式。此模式下，充電器為電池涓流充電， 充電電流為充電電流I CHRG(MAX)的15%.當電池電壓升至V BAT(FLOAT)的70%以上時(shí)，充電電流自動(dòng)增大至I CHRG(MAX)。

　　提供兩種充電終止模式供選擇：C/10 模式和TIMER 模式。C/10 表示實(shí)際充電電流為充電電流的十分之一。在此模式下，當充電電流低于I CHRG(MAX)的十分之一(C/10)時(shí)，充電器則停止充電。使用TIMER 模式，充電器則可以以低于C/10 的電流為電池充電。當一個(gè)充電周期tEOC結束時(shí)，若電池充滿(mǎn)，則充電器停止充電，否則將重啟新的充電周期，直至電池充滿(mǎn)。電池充滿(mǎn)的標識為電池電壓達到V BAT(FLOAT)的97.5%以上。在TIMER 模式下，充電器支持壞電池檢測功能。當充電器停留在預置模式的時(shí)間超過(guò)tEOC的1/8 時(shí)，引腳電平被拉低。

　　充電結束后，進(jìn)入低電流待機模式， 在待機模式下，芯片仍可管理電池電壓，當電池電壓下降到V BAT(FLOAT)的97.5%以下時(shí)，將自動(dòng)為電池充電。

　　LT3652 的輸入電壓調節環(huán)路通過(guò)電阻分壓器可方便設定輸入電壓， 并能根據輸入電壓的大小自動(dòng)調整充電電流，實(shí)現對太陽(yáng)能電池板的峰值功率跟蹤。輸入電壓調節環(huán)路對輸入電壓的有特定的調節范圍：V REG(MIN)~V REG(MAX)。調節范圍由VIN和V IN_REG之間的電阻分壓器設置。

　　近年來(lái)隨著(zhù)能源短缺問(wèn)題日益突出，太陽(yáng)能、風(fēng)能等新型的替代能源應用日益受到重視。太陽(yáng)能充電器因其結構簡(jiǎn)單、無(wú)需鋪設電纜，且搭建、攜帶較為方便等特點(diǎn)有著(zhù)廣泛應用前景。