工程师的太阳能电池板电池充电器设计全过程

化的系统，因为视阳光在太阳能电池板上照射量的不同而改变，输入电压和输入电流会变化。

因为电池板可能只提供 4A 的最大峰值电流，所以输入端的这种欠流使系统闭锁，并保持闭锁状态直到系统复位为止。简单的解决方案是，当输入电压降至低于某个门限时，复位 LTM4607 微型模块稳压器上的 RUN 引脚。当电池板电压下降时，用一个带设定基准电压的比较器去触发可以做到这一点。不幸的是，这个解决方案不是最佳的，因为视电池板接受的太阳光照射量的不同，会引起系统或者接通或者断开。一个更适合的解决方案是，就太阳能电池板电压而言，调节充电电流，这样，4A 的充电电流就随着太阳能电池板上太阳光的照射量而变化。当太阳能电池板输出电压下降时，到电池的充电电流也应该下降。

我的一位同事对这个问题苦苦思索后，建议使用一个运算放大器和 MOSFET 来控制 LTC1435 上的 PROG 引脚。这个引脚控制充电电流输出值，使该输出值与从这个引脚吸出的电流值成比例。运放跟踪太阳能电池板的电压，视电池板电压值的不同而不同，调节 MOSFET 的 Rds-on 并控制电流。当电池板电压是最大值时，运放控制 MOSFET 至完全接通，从而允许吸出最大电流，并提供 4A 充电电流。当电池板电压较低时，充电电流也应该较低，以保持合适的功率输出。我迅速增加了一个采用 LT1006 运算放大器的电路，附在 DC133A 演示板上。我的时间不够了，而且仍然在琢磨偏置 MOSFET 上的电阻器、以实现最大充电电流。我的一个朋友建议我使用一个可变电位器，来快速解决电流偏置问题，而不再计算电流和电阻。当太阳能电池板电压达到 10V 的中间点时，我需要将充电电流降低一半。在最大值 20V 时，充电电流应该是 4A.他建议我设置电位器，以在太阳能电池板电压为 20V 的测试中，提供最大电流，并在缓慢调节电位器至 2A 充电电流而不闭锁的同时，将电压降至 10V.这个建议起了作用，当太阳能电池板输出下降时，电路不再闭锁了。该系统最大限度地充分利用了太阳光，而不管处于一天的什么时间。

结果顺利完成活动并返家

我们的系统和演示板在沙漠中存活下来，经受了沙尘暴、酷热和干燥环境以及 100?F 的太阳暴晒。电池支撑住了，没有发生故障。LED 灯上覆盖了厚厚一层干盐湖灰尘，但是仍然足够有效，发出足够亮的光，让我们能收拾东西。我们离开时是午夜，所以这些灯是最后收拾的。喷雾系统的表现值得赞赏，当我们需要躲避炎热时，喷雾系统就喷出一层宜人的凉水。营地 (图 9) 凉爽、舒服，是我们在沙漠中逗留4天的家。这套系统回到家时完好无损，功能正常，明年还可以再用。

图 9:在营地的太阳能电池板利用凌力尔特公司的演示板给电池充电