工程师的太阳能电池板电池充电器设计全过程

“你不记得去年天气有多热吗？”Dev提醒我。“我们需要一些使我们凉爽的东西。喷雾系统会让我们感到凉快。喷水可以使温度降低10度!”Doug突然大声说道。这就是我们为准备参加2009年Burning Man活动而碰头儿时开始的一幕。我和3个朋友有了2008年令人惊喜的体验，决定再次到那个严酷的沙漠环境走一遭。我们誓言要把生活条件弄得比上次好，因此早早开始筹划，以确保我们在黑岩城沙漠能舒服一些，这片沙漠在美国内华达州里诺市北100英里的地方。

我们渴望舒服一点的条件是，一个基于水雾系统而让人凉快的解决方案，以克服困扰这片沙漠的干热空气。这可以用一台由电压源供电、连着一个带喷嘴的喷雾水龙带的水泵实现。喷雾系统的成功要素是电源，这个电源也可以用来给LED灯供电，以供夜间照明，或者给其它需要电源的外部设备充电。我们的计划是，用太阳能电池板给一个海上用的深周期电池充电，然后用这块电池给其它所有东西供电。随即，我开始了太阳能电池板电池充电器的设计。

我有3周时间完成设计。我向朋友Simon请求帮助，Simon以前用凌力尔特公司的IC搞过太阳能供电设计。除了一台显示工作原理的样机，Simon还给了我一份原理图，这台样机从未连上太阳能电池板测试过，但在实验室做过仿真。我很兴奋，有兴趣用真实的太阳能电池板测试这个设计，我们准备对样机进行像样的测试。

一位朋友借给我两块BP太阳能电池板(BP380U)。在大约20V最高输出电压和4A最大输出电流时，每块电池板的峰值功率都是80W(实际规格为，在80W最大功率时，电压为17.6V，电流为4.55A)。把这两块太阳能电池板合起来，我希望在太阳光直接直射在电池板上时，在峰值条件下能有8A的总电流。太阳能电池板连接到Simon的样机上没有几分钟，系统就充分运转了 (图1和图2)。通过对样机的初步测试，查明了几个故障，后来这给我们节省了大量时间。

图1：测试BP太阳能电池板， BP380U(0至20V输出，4A峰值功率80W)

图2：最初的太阳能充电电路样机，采用12V海上用深周期电池

样机运行良好，因此我购买了几块凌力尔特公司的演示板，并稍作修改以使其更适合重新设计过的系统规格要求。我保持样机作为备份和参考，同时我设计了一个新系统。我们解决了一些故障后，通过这些修改改善了原来的样机。总之，架构设计仍然是相同的：用0至20V的太阳能电池板，以4A的恒定电流给一个12V的电池充电。

详细全文请见pdf文挡：工程师的太阳能电池板电池充电器设计全过程

作者：

Alan Chern

资深设计工程师 凌力尔特公司

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