太陽能充電器開發(fā)方案
太陽能是潔凈可再生能源，如果能提高太陽能使用率，那么對將來的發(fā)展會產(chǎn)生重大的影響，尤其是將太陰能應(yīng)用在移動充電包上，對我們的生活來講將是方便的。
基于太陽能充電器需求的不斷增加，在本方案里，采用某個電池充電管理芯片設(shè)計了一種多功能太陽能充電器。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，針對設(shè)計過程中涉及的元器件選型，PCB布線注意事項作了詳細(xì)介紹，同時對如何設(shè)計更具有生命力和適應(yīng)性的充電器產(chǎn)品給出了建議。
太陽能充電器可實現(xiàn)對光伏電池的峰值功率跟蹤，使充電效率化，同時也減少光伏電池使用量。該太陽能充電器具有很高的浮充電壓精度，可滿足對充電電壓要求嚴(yán)苛的充電設(shè)備的充電需求。
太陽能作為一種免費的綠色清潔能源，在越來越多的場合中得以應(yīng)用，如太陽能路燈、太陽能航海浮標(biāo)以及諸如手機、GPS 導(dǎo)航儀、相機等移動設(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%;加之其造價較高，因此從光伏電池中抽取功率減少其使用量，并實現(xiàn)蓄電設(shè)備的效率快速充電成為太陽能充電器的設(shè)計目標(biāo)。采用峰值功率跟蹤（MPPT）的方法可實現(xiàn)從光伏電池中抽取功率。
對于單晶硅光伏電池，其功率點發(fā)生在每條V-I 曲線的拐點處。盡管不同光照強度下光伏電池的峰值功率點不同，但各個峰值功率點對應(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，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)使用太陽能電池板作為輸入電源時，當(dāng)光伏電池板輸出電壓降低到某一設(shè)定值，芯片就會自動降低充電電流，使光伏電池板保持在峰值功率輸出點。
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OC 門引腳，灌電流高達(dá)10 mA，可驅(qū)動LED 以標(biāo)識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、壞電池檢測以及自動充電功能。
在電池充電期間， 當(dāng)芯片檢測到電池電壓低于0.7 倍的V BAT（FLOAT）時，充電器自動進入預(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，充電電流自動增大至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，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)一個充電周期tEOC結(jié)束時，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功能。當(dāng)充電器停留在預(yù)置模式的時間超過tEOC的1/8 時，引腳電平被拉低。
充電結(jié)束后，進入低電流待機模式， 在待機模式下，芯片仍可管理電池電壓，當(dāng)電池電壓下降到V BAT（FLOAT）的97.5%以下時，將自動為電池充電。
1.2 輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路
LT3652 的輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路通過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調(diào)整充電電流，實現(xiàn)對太陽能電池板的峰值功率跟蹤。輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路對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。
近年來隨著能源短缺問題日益突出，太陽能、風(fēng)能等新型的替代能源應(yīng)用日益受到重視。太陽能充電器因其結(jié)構(gòu)簡單、無需鋪設(shè)電纜，且搭建、攜帶較為方便等特點有著廣泛應(yīng)用前景。