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太陽能充電電路設(shè)計

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太陽能充電電路設(shè)計

交流（市電）充電電路設(shè)計內(nèi)部蓄電池充電電路設(shè)計

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(jī)、GPS 導(dǎo)航儀、相機(jī)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.據(jù)測算，我國一年中手機(jī)消耗掉8億度電。另一方面，我國是太陽電池片的生產(chǎn)大國，總產(chǎn)量已占世界1/2，但95%的太陽電池片出口，嚴(yán)重依賴國外市場，增加了產(chǎn)業(yè)不安全因素，急待開發(fā)國內(nèi)應(yīng)用市場。本文設(shè)計一種太陽能手機(jī)充電器的電路，符合節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)代消費理念，亦為太陽電池的廣泛應(yīng)用提供一種思路。


2.3 交流（市電）充電電路設(shè)計
2.3.1 整流電路
交流電不能直接為蓄電池充電，必須采用直流電，因此需要一個整流電路（電源電路）和充電控制電路。其中整流電路可由電源變壓器、整流橋堆以及濾波電容組成。這樣220V交流電壓通過降壓，整流和濾波之后形成直流輸出為充電控制電路供電。
2.3.2 充電控制電路
充電控制電路選擇SC801充電控制集成電路，較大工作電壓14V，輸出較大為4.2V。該芯片內(nèi)部集成了充電控制電路、監(jiān)控電流、充電狀態(tài)指示電路及保護(hù)電路等。SC801具有LDO模式、預(yù)充電模式、快速充電模式、終止模式和檢測模式共計5種模式。利用SC801構(gòu)成的鋰電池充電器電路如圖4所示。
當(dāng)接入電池兩端電壓超過2.8V時，芯片就會進(jìn)入大電流快速充電模式，并點亮LED2，快速充電電流的大小可以調(diào)節(jié)與第3引腳IPRGM相連的R1阻值，較大電流可達(dá)1.5A，為了保護(hù)鋰電池同時可以將充電時間縮短一些，如可選擇700mA。預(yù)充模式主要是當(dāng)電池還未充滿用來限制電池和SC801的功耗的，當(dāng)電池電壓低于2.8V時，該模式就會啟動，并點亮LED2，預(yù)充電電流的較大范圍10-125mA。我們選擇相對較小的電流60mA。電流的大小可以調(diào)節(jié)與第4引腳ITERM相連的R2的阻值。
當(dāng)電池電壓達(dá)到編程所設(shè)定的4.2V時，SC801會從一個恒流源過渡為一個恒壓源，通過電池的電流將會減少而此時的電壓保持不變，直至電流小于終止電流SC801將會停止工作并通過把LED2關(guān)閉表示已充滿。電流大小可以調(diào)節(jié)與第4引腳ITERM相連的R2的阻值。
接入電池后，芯片會根據(jù)電池端電壓是否低于2.8V來選擇進(jìn)入預(yù)充還是快充模式。在充電結(jié)束后，芯片就會進(jìn)入監(jiān)測模式，若停止充電后電池端電壓降至預(yù)充的閥值以下，芯片會重新啟動對電池進(jìn)行充電，將電池充至設(shè)定的電壓后停止充電。當(dāng)芯片的工作電壓偏高至一定值時，其內(nèi)部的過壓保護(hù)電路動作，SC801無電壓輸出，同時把LED3點亮。12V電源適配器

內(nèi)部蓄電池充電電路設(shè)計
被選用的LM2596 DC-DC降壓集成電路模塊，能夠輸出較大3A的驅(qū)動電流，同時具有很好的的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性，固定輸出版本有3.3V、5V、12V也可調(diào)節(jié)輸出1.2V-37V之間的各種電壓。LM2596外部電路簡單只需要4個外接元件，如圖5所示。
電解電容應(yīng)靠近IC模塊，耐壓值至少是輸出電壓的1.5倍，同時應(yīng)考慮紋波過濾這個因素。二極管開關(guān)速度快正向壓降要低，可采用肖特基二極管。為了防止輸入端出現(xiàn)大的瞬態(tài)電壓，在輸入端和地之間要加一個鋁或鉭電容作旁路電容，并靠近IC模塊。電感則可根據(jù)經(jīng)驗來選擇。

本文設(shè)計一種太陽能手機(jī)充電器的電路，可實現(xiàn)座充和機(jī)充兩種模式。充電器電路包括太陽能充電電路、鋰電池保護(hù)電路、交流電充電電路和內(nèi)部蓄電池充電電路等組成。既能采用太陽電池提供能量對手機(jī)或手機(jī)電池充電，以節(jié)省電能，又可采用市電為電池提供能量，以滿足夜晚或陰雨天無陽光需要充電的需要。本文所設(shè)計的太陽能充電器還存在太陽能電池板價格較貴、充電效率較低等缺陷，這些問題有待解決。

太陽能手機(jī)充電器的電路



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| 發(fā)布時間：2017.09.26    來源：東莞電源廠
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