鋰電池采用太陽(yáng)能充電的太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)思路

鋰離子電池的充電一直是鋰電池用戶的難題。如何充電才能方便人們的使用，也是鋰電池廠家頭疼的問題。今天不用擔(dān)心這個(gè)問題，因?yàn)槲覀円呀?jīng)找到了一種既環(huán)保又方便的給電池充電的方法:太陽(yáng)能。今天，鋰電池廠商分享鋰電池太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)理念:

 

最大功率點(diǎn)跟蹤

 

最大功率點(diǎn)(MPP)是太陽(yáng)能電池能夠獲得最大功率[1]的工作區(qū)域。圖1中的圖形顯示了這個(gè)區(qū)域。該圖展示了MPP雙太陽(yáng)能電池板的典型輸出電流和輸出功率與電壓曲線的關(guān)系。曲線上的MPP很明顯，因?yàn)樗桥c太陽(yáng)能電池板最大功率對(duì)應(yīng)的電壓和電流輸出。MPP與環(huán)境溫度和光有關(guān)，所以它隨時(shí)間而變化。建議使用太陽(yáng)能充電器時(shí)，一定要有相應(yīng)的電路來跟蹤MPP隨環(huán)境條件的不斷變化。MPPT方案，包括簡(jiǎn)單的開環(huán)技術(shù)(面板電壓維持在一個(gè)固定的開路電壓)和復(fù)雜的微控制器類技術(shù)(測(cè)量輸入輸出功率，然后正確調(diào)節(jié)面板電壓)。

 

反向漏電保護(hù)

 

反向泄漏是指儲(chǔ)存在電池中的電荷丟失并返回電源的現(xiàn)象。當(dāng)電池電壓高于電源電壓時(shí)，會(huì)發(fā)生反向泄漏。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，電源成為電池的負(fù)載，不再充電。當(dāng)使用墻壁適配器或USB電源時(shí)不會(huì)出現(xiàn)這種狀態(tài)，因?yàn)閮烧叩碾妷狠敵隹偸歉哂阡囯x子電源。當(dāng)使用太陽(yáng)能電池板時(shí)，在光線不足的情況下，太陽(yáng)能電池板的電壓低于電池電壓。圖2a顯示了連接到電池的USB電源充電器的示意圖。當(dāng)開關(guān)S1關(guān)閉時(shí)，電源與電池?cái)嚅_，電池沒有電流。當(dāng)使用太陽(yáng)能電池板時(shí)，如果使用相同的布局，當(dāng)太陽(yáng)能電池板電壓低于電池電壓時(shí)，開關(guān)體二極管打開。解決這個(gè)問題的一個(gè)常用方法是使用背對(duì)背開關(guān)

 

充電終止

 

在預(yù)穩(wěn)定階段，電池以0.1c的恒流充電(通常情況下)，慢慢將電池電壓提高到2.5v左右。此階段僅用于深度放電電池。當(dāng)電池電壓升至2.5v以上時(shí)，以恒流充電。在恒流充電階段，電池通常以1C恒流充電，直至電池電壓達(dá)到~ 4.2v。當(dāng)電池電壓達(dá)到~ 4.2v時(shí)，以4.2v恒壓充電。在這個(gè)階段，進(jìn)入電池的電流需要監(jiān)控。當(dāng)電池電流降至0.1℃時(shí)，充電停止。在恒壓充電階段，進(jìn)入電池的電流減少，因?yàn)殡姵赝耆潆姇r(shí)，電池阻抗增加。當(dāng)電流降至0.1℃以下時(shí)，充電電源必須與電源完全斷開。如果沒有完全斷開，可能會(huì)發(fā)生金屬鋰電鍍，使電池不穩(wěn)定，從而造成危險(xiǎn)。我們必須停止對(duì)鋰離子電池的充電，以保持電池的最大容量。

 

太陽(yáng)能電池板崩潰保護(hù)

 

在一些傳統(tǒng)的充電器中，我們預(yù)先知道電源的電流和電壓。因此，充電器電路是專門設(shè)計(jì)的，以運(yùn)行在規(guī)定的范圍內(nèi)的電源。當(dāng)使用太陽(yáng)能電池板輸出時(shí)，電流大小和開路電壓是動(dòng)態(tài)的，這取決于周圍的環(huán)境。因此，為太陽(yáng)能充電器設(shè)計(jì)一個(gè)控制回路比墻壁適配器更具挑戰(zhàn)性。

 

該系統(tǒng)利用太陽(yáng)能為鋰離子電池充電，試圖在不導(dǎo)致電池板意外崩潰的情況下維持這一過程。因?yàn)槿绻?yáng)能電池板的電壓急劇下降，你就不能從太陽(yáng)能電池板獲得有用的電力。太陽(yáng)能電池板更有可能在恒流充電階段崩潰。在這個(gè)階段，電池板可能無法提供為電池充電所需的電流。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，面板電壓開始迅速崩潰。因此，充電器必須能夠檢測(cè)到太陽(yáng)能電池板電壓的迅速下降，并立即減少?gòu)碾姵匕逦盏碾娏?，以防止電池板崩潰?/div>