解析鋰電池太陽能充電器的設(shè)計(jì)思路
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-20 22:03
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鋰離子電池的充電問題一直困擾著鋰電池的使用者。怎么樣的充電才能夠方便人們的使用也是鋰電池廠家一個頭痛的問題。今天不用發(fā)愁了，因?yàn)槲覀冋业搅艘粋€既環(huán)保、又方便的充電方法，那就是太陽能鋰電池充電。今天鋰電池廠家分享一下鋰電池太陽能充電器的設(shè)計(jì)思路。
最大功率點(diǎn)跟蹤
最大功率點(diǎn)（MPP）是能夠獲得最大功率的太陽能鋰電池工作區(qū)域。MPP與環(huán)境溫度和光線有關(guān)，因此會隨時間而變化。這表明，利用太陽能電源的充電器必須具有相應(yīng)的電路，以隨環(huán)境條件變化不斷跟蹤MPP.MPPT方案種類繁多，包括簡單的開環(huán)技術(shù)（電池板電壓維持在固定開電路電壓）和復(fù)雜的微控制器類技術(shù)（測量輸入和輸出功率，然后正確調(diào)節(jié)電池板電壓）。
反向漏電保護(hù)
反向漏電是太陽能鋰電池中存儲的電荷丟失并返回至電源的一種現(xiàn)象。電池電壓高于電源時出現(xiàn)反向漏電現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，電源便成為電池的負(fù)載，不再對電池充電。使用墻上電源適配器或者USB電源時不會出現(xiàn)這種狀態(tài)，因?yàn)檫@兩種電源的電壓輸出始終保持在鋰離子電源電壓之上。
使用太陽能鋰電池板時，太陽能板的電壓會在光照不足的情況下降低至電池電壓以下、如果使用相同的布局，則如果太陽能板電壓降至電池電壓以下時開關(guān)體二極管開啟。解決這種問題的一種常用方法是使用背靠背式開關(guān)。
充電終止
在預(yù)穩(wěn)壓階段，利用0.1C恒定電流對電池充電，以使電池電壓緩慢上升至2.5V左右。該階段僅用于深度放電的電池。一旦電池電壓上升至~2.5V以上，則使用恒定電流充電。在恒定電流充電階段，利用1C恒定電流對電池充電，直到電池電壓達(dá)到~4.2V.一旦電池電壓達(dá)到~4.2V,則使用4.2V恒定電壓對電池充電。
在這一階段，需對進(jìn)入鋰電池的電流情況進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)電池電流降至0.1C時，充電終止。在恒定電壓充電階段，進(jìn)入電池的電流會減少，原因是電池充滿時電池阻抗增加。一旦電流減少至0.1C以下，充電源必須完全從電源斷開。如果未徹底斷開，會出現(xiàn)金屬鋰電鍍現(xiàn)象，讓電池變得不穩(wěn)定，從而出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)。我們必須根據(jù)進(jìn)入電源的電流情況來終止鋰離子電池充電，以保證鋰電池剛好充滿至其最大電量。
太陽能電池板崩潰保護(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大小。因此，充電器電路專門為電源規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行而設(shè)計(jì)。使用太陽能鋰電池板輸出時，電流大小和開路電壓都是動態(tài)的，其取決于周圍的環(huán)境。所以，相比墻上電源適配器，為太陽能充電器設(shè)計(jì)控制環(huán)路要更有挑戰(zhàn)性一些。
因此，充電器必須能夠檢測到太陽能板電壓的快速下降，并立即減少從太陽能板獲取電流，從而防止太陽能板崩潰。
太陽能鋰電池充電器可以為鋰離子電池提供一種移動的、有益環(huán)境的充電方法。在進(jìn)行太陽能充電器設(shè)計(jì)時，會遇到許多在進(jìn)行墻上電源適配器充電器設(shè)計(jì)時所碰不到的問題。如果設(shè)計(jì)人員開動腦筋，便可以設(shè)計(jì)出一些能夠使用太陽能、USB和墻上電源適配器輸入的充電器，實(shí)現(xiàn)對鋰離子電池的完美充電。
