基于LT3652的太阳能充电器设计方法

大功率输出点。当光伏电池板输出电压下降至调节范围内某一值VREG时，(V SENSE-V BAT)也将下降。而(V SENSE-V BAT)控制充电电流的大小，因此充电电流将减校因此光伏电池板输出电压将沿伏安特性曲线上升， 直至达到新的峰值功率输出工作点。也即在调节范围内，LT3652 通过控制充电电流使光伏电池板保持峰值功率输出。

当光照很强，光伏电池板输出功率高于充电电路所需时，V IN_REG引脚电压将大于2.74 V,(V SENSE-V BAT) 上升到最大值100 mV 并保持不变。光伏电池板的输出电压将超出输入电压调节环路的调节范围。此时充电器进入恒流充电模式，充电电流为最大值I CHRG(MAX) 。

当光照强度不足以提供充电所需功率，V IN_REG引脚电压低于2.67 V 时，充电器将停止充电。

2 充电器电路及外围器件参数计算和选型

2.1 充电器电路

LT3652 具有很高的集成度，仅需很少的外围器件即可设计出功能完善的充电器。本文设计的太阳能充电器用于两节锂离子电池的充电，浮充电压为8.2 V.充电器电路如图4 所示。该充电器的设计方法具有通用性，以下予以简要介绍，供设计者参考。

图4 2 A 充电电流的锂离子电池太阳能充电器

2.2 外围器件的参数计算及选择

2.2.1 光伏电池板的选择

首先确定所需的最小光伏电池板，主要参数包括开路电压V OC,峰值功率电压V P(MAX)以及峰值功率电流I P(MAX) 。V OC为3.3 V加上在2 节电池浮充电压之上D1 的正向压降;V P(MAX)为0.75 V 加上在浮充电压之上D1 的正向压降。两者均预留15%的余量，保证低光照强度下的正常启动和运行。IP(MAX)由V BAT(FLOAT)，V P(MAX)，I CHRG(MAX)以及充电器效率η 确定。公式如下所示：

两节锂离子电池的浮充电压为8.2 V, 肖特基二极管选用MBRS340,正向压降V F(D1)为0.5 V,充电器效率一般取η=0.85.由以上各式得光伏电池板的最小要求为：VOC=13.8 V;VP(MAX)=10.9 V; I P(MAX) =1.8 A。

2.2.2 电流传感电阻

电流传感电阻RSENSE由其上最大压降100 mV 与最大充电电流之比确定：

2.2.3 输入电压调节电阻分压器

输入电压调节电阻分压器RIN1和RIN2如图2 (c) 所示，V IN_REG引脚内置参考电压取2.74 V.取R IN2=100 kΩ，则：

取RIN1=280 kΩ，光伏电池板最大峰值功率追踪电压的控制范围：

2.2.4 输出反馈电压电阻分压器

V FB电压分压电阻器如图2(b)所示。R FB1和R FB2用来设置电池的浮充电压V BAT (FLOAT) ， 两者的戴维宁等效电阻应为250 kΩ，以补偿V FB引脚110 nA 的输入偏置电流。V BAT(FLOAT)对应于VFB引脚内置的3.3 V 参考电压。此外，该引脚另一个内置2.3 V 参考电压， 对应于电池进入预置模式的门限电压V BAT(PRE) 。

分别取R FB1=919 kΩ;R FB2=412 kΩ。

当LT3652 检测到电池电压低于V BAT(PRE)时，充电器自动进入预置充电模式。此模式下， 电池充电电流仅为15%的I CHRG(MAX) ，也即I BAT(PRE)为0.3 A.电池进入预置充电模式的门限电压V BAT(PRE)由下式确定：

2.2.5 VSHDN 电阻分压器

VSHDN电阻分压器如图2(c)所示。VSHDN的上升门限电压为1.2 V±50 mV, 延迟电压为120 mV.当VIN引脚的电压为V REG(MIN)时，VSHDN达到其可能的最大值，电阻分压器应据此设置。取RSHDN2=100 kΩ，则：

取RSHDN1=787 kΩ。此时VSHDN的各门限电压分别确定如下：

1)VSHDN上升沿门限电压：VSHDN (MIN)=10.7 V;VSHDN (MAX)=11.6 V.

2)VSHDN下降沿门限电压：VSHDN (MIN)=9.6V;VSHDN (MAX)=10.5 V.

2.2.6 元件的选择

1)电阻

RFB1和RFB2用来设置电池浮充电压，其精度会影响浮充电压的精度，选用0.1%精度的电阻，引入的误差小于0.154%,选用1%精度的电阻则引入1.56%的误差。设计中根据充电电池对浮充电压的精度要求来选择合适的电阻。

2)去耦电容

VIN引脚的去耦电容CIN,选用低ESR 值的高品质电容，一般10 μF 可满足要求。BAT 引脚旁路电容选用10 μF 的陶瓷电容。若直接使用充电器输出端驱动负载，还需一个100 μF 低ESR 值的非陶瓷电容(可选钽电容或有机半导体电容)与10 μF 陶瓷电容并联接地，以吸收充电器输出的连续纹波。SW 和BOOST 引脚间去耦电容选用1 μF的陶瓷电容。光伏电池板输出端应加一个390 μF 或更大的电容，减少开关谐波。

3)电感

根据电感产生的电流纹波的水平来确定电感值的大小，可依据下式进行选择。其中ΔIMAX为纹波电流水平，一般为I CHRG(MAX)的25%~35%,V IN(MAX)为充电器最大工作电压。

L=(10 RSENSE/ΔIMAX)·V BAT(FLOAT) ·[1-V BAT(FLOAT) /VIN(MAX) )] μH(10)另外， 电感的饱和电流应