2019-11-01 09:54:17分類:藍(lán)海產(chǎn)品3923
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(duì)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(yīng)用在移動(dòng)充電包上,對(duì)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(shè)計(jì)了一種多功能太陽(yáng)能充電器。在詳細(xì)介紹輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路及該芯片的其他功能的基礎(chǔ)上,針對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的元器件選型,PCB布線注意事項(xiàng)作了詳細(xì)介紹,同時(shí)對(duì)如何設(shè)計(jì)更具有生命力和適應(yīng)性的充電器產(chǎn)品給出了建議。
太陽(yáng)能充電器可實(shí)現(xiàn)對(duì)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,可滿足對(duì)充電電壓要求嚴(yán)苛的充電設(shè)備的充電需求。
太陽(yáng)能作為一種免費(fèi)的綠色清潔能源,在越來(lái)越多的場(chǎng)合中得以應(yīng)用,如太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能航海浮標(biāo)以及諸如手機(jī)、GPS 導(dǎo)航儀、相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的戶外充電。一般采用光伏電池作為光電轉(zhuǎn)換器件,并將電能存儲(chǔ)在充電電池中供這些設(shè)備使用。光伏電池的內(nèi)部構(gòu)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(xiàn)蓄電設(shè)備的效率快速充電成為太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)目標(biāo)。采用峰值功率跟蹤(MPPT)的方法可實(shí)現(xiàn)從光伏電池中抽取功率。
對(duì)于單晶硅光伏電池,其功率點(diǎn)發(fā)生在每條V-I 曲線的拐點(diǎn)處。盡管不同光照強(qiáng)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(duì)應(yīng)的輸出電壓基本保持不變。此電壓稱為峰值功率電壓,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(diào)整環(huán)路,當(dāng)使用太陽(yáng)能電池板作為輸入電源時(shí),當(dāng)光伏電池板輸出電壓降低到某一設(shè)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(shè)置充電電流高達(dá)2 A,其內(nèi)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(shè)置,可達(dá)14.4 V,滿足絕大多數(shù)充電電池的充電需求。
準(zhǔn)確的門限關(guān)斷引腳支持欠壓鎖定功能。兩個(gè)OC 門引腳,灌電流高達(dá)10 mA,可驅(qū)動(dòng)LED 以標(biāo)識(shí)充電器的充電或故障狀態(tài)。該芯片還具有電池溫度監(jiān)視、壞電池檢測(cè)以及自動(dòng)充電功能。
在電池充電期間, 當(dāng)芯片檢測(cè)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(yù)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(dāng)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(dāng)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(dāng)一個(gè)充電周期tEOC結(jié)束時(shí),若電池充滿,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。電池充滿的標(biāo)識(shí)為電池電壓達(dá)到V BAT(FLOAT)的97.5%以上。在TIMER 模式下,充電器支持壞電池檢測(cè)功能。當(dāng)充電器停留在預(yù)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(jié)束后,進(jìn)入低電流待機(jī)模式, 在待機(jī)模式下,芯片仍可管理電池電壓,當(dāng)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(diào)節(jié)環(huán)路通過(guò)電阻分壓器可方便設(shè)定輸入電壓, 并能根據(jù)輸入電壓的大小自動(dòng)調(diào)整充電電流,實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板的峰值功率跟蹤。輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路對(duì)輸入電壓的有特定的調(diào)節(jié)范圍:V REG(MIN)~V REG(MAX)。調(diào)節(jié)范圍由VIN和V IN_REG之間的電阻分壓器設(shè)置。
近年來(lái)隨著能源短缺問(wèn)題日益突出,太陽(yáng)能、風(fēng)能等新型的替代能源應(yīng)用日益受到重視。太陽(yáng)能充電器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需鋪設(shè)電纜,且搭建、攜帶較為方便等特點(diǎn)有著廣泛應(yīng)用前景。