智能太阳能充电器开发方案

　　太阳能是洁净可再生能源，如果能提高太阳能使用率，那么对将来的发展会产生重大的影响，尤其是将太阴能应用在移动充电包上，对我们的生活来讲将是方便的。

　　基于太阳能充电器需求的不断增加，在本方案里，采用某个电池充电管理芯片设计了一种多功能太阳能充电器。在详细介绍输入电压调节环路及该芯片的其他功能的基础上，针对设计过程中涉及的元器件选型，PCB布线注意事项作了详细介绍，同时对如何设计更具有生命力和适应性的充电器产品给出了建议。
 

　　太阳能充电器可实现对光伏电池的峰值功率跟踪，使充电效率化，同时也减少光伏电池使用量。该太阳能充电器具有很高的浮充电压精度，可满足对充电电压要求严苛的充电设备的充电需求。

　　太阳能作为一种免费的绿色清洁能源，在越来越多的场合中得以应用，如太阳能路灯、太阳能航海浮标以及诸如手机、GPS 导航仪、相机等移动设备的户外充电。一般采用光伏电池作为光电转换器件，并将电能存储在充电电池中供这些设备使用。光伏电池的内部构造决定其效率有限，目前商用单晶硅电池效率为13%~18%;加之其造价较高，因此从光伏电池中抽取功率减少其使用量，并实现蓄电设备的效率快速充电成为太阳能充电器的设计目标。采用峰值功率跟踪(MPPT)的方法可实现从光伏电池中抽取功率。

　　对于单晶硅光伏电池，其功率点发生在每条V-I 曲线的拐点处。尽管不同光照强度下光伏电池的峰值功率点不同，但各个峰值功率点对应的输出电压基本保持不变。此电压称为峰值功率电压，以VP(MAX)表示。为使光伏电池工作在功率输出点，充电器需将其输出电压保持在V P(MAX)附近。该芯片采用一种特殊的输入电压调整环路，当使用太阳能电池板作为输入电源时，当光伏电池板输出电压降低到某一设定值，芯片就会自动降低充电电流，使光伏电池板保持在峰值功率输出点。

　　芯片可设置充电电流高达2 A，其内部恒定频率为1 MHz 的高频开关，可提高充电效率。芯片具有从4.95~32 V宽输入电压范围，其浮充电压V BAT(FLOAT)可由电阻分压器方便设置，可达14.4 V，满足绝大多数充电电池的充电需求。

　　准确的门限关断引脚支持欠压锁定功能。两个OC 门引脚，灌电流高达10 mA，可驱动LED 以标识充电器的充电或故障状态。该芯片还具有电池温度监视、坏电池检测以及自动充电功能。

　　在电池充电期间， 当芯片检测到电池电压低于0.7 倍的V BAT(FLOAT)时，充电器自动进入预置充电模式。此模式下，充电器为电池涓流充电， 充电电流为充电电流I CHRG(MAX)的15%.当电池电压升至V BAT(FLOAT)的70%以上时，充电电流自动增大至I CHRG(MAX)。

　　提供两种充电终止模式供选择：C/10 模式和TIMER 模式。C/10 表示实际充电电流为充电电流的十分之一。在此模式下，当充电电流低于I CHRG(MAX)的十分之一(C/10)时，充电器则停止充电。使用TIMER 模式，充电器则可以以低于C/10 的电流为电池充电。当一个充电周期tEOC结束时，若电池充满，则充电器停止充电，否则将重启新的充电周期，直至电池充满。电池充满的标识为电池电压达到V BAT(FLOAT)的97.5%以上。在TIMER 模式下，充电器支持坏电池检测功能。当充电器停留在预置模式的时间超过tEOC的1/8 时，引脚电平被拉低。

　　充电结束后，进入低电流待机模式， 在待机模式下，芯片仍可管理电池电压，当电池电压下降到V BAT(FLOAT)的97.5%以下时，将自动为电池充电。

　　LT3652 的输入电压调节环路通过电阻分压器可方便设定输入电压， 并能根据输入电压的大小自动调整充电电流，实现对太阳能电池板的峰值功率跟踪。输入电压调节环路对输入电压的有特定的调节范围：V REG(MIN)~V REG(MAX)。调节范围由VIN和V IN_REG之间的电阻分压器设置。

　　近年来随着能源短缺问题日益突出，太阳能、风能等新型的替代能源应用日益受到重视。太阳能充电器因其结构简单、无需铺设电缆，且搭建、携带较为方便等特点有着广泛应用前景。