Un circuito de carga solar basado en LP3947 está diseñado para controlar inteligentemente la carga de baterías de litio mediante modulación de ancho de pulso, mejorando así la potencia de salida de la batería solar y la eficiencia de uso de la batería de litio. Y prolongar la duración de la batería. El propósito de la vida y el tiempo.
Palabras clave: energía solar; batería de litio LP3947
1. Introducción
Como nuevo tipo de recurso, la energía solar ha atraído cada vez más atención. de industrias se han convertido gradualmente en industrias con un gran potencial de desarrollo. La generación de energía solar fotovoltaica es una de las principales industrias para aplicaciones de energía solar. En China, los recursos de energía solar son extremadamente abundantes y la cantidad de energía de radiación solar que recibe la tierra cada año es bastante sorprendente. Si aprovechamos al máximo esta energía solar, no sólo podremos ahorrar una gran cantidad de energía convencional, sino también reducir eficazmente la contaminación del medio ambiente por la energía convencional.
En la actualidad, la aplicación de la generación de energía fotovoltaica en pequeños circuitos eléctricos ha ido madurando paulatinamente. A medida que la vida de las personas se vuelve cada vez más inseparable de una serie de productos digitales como teléfonos móviles, reproductores MP3 y cámaras digitales, sus problemas de carga se han convertido en uno de los temas que más preocupan a los usuarios. Diseñar un cargador que utilice principios de carga fotovoltaica para cargar estos productos digitales puede resolver varios problemas en muchos aspectos. Los cargadores solares son portátiles, hermosos y elegantes, e incluso pueden cargar una variedad de productos digitales, como teléfonos móviles, sin una fuente de energía.
2. Tipos y principios de funcionamiento de los paneles solares
Las células solares son dispositivos que convierten directamente la energía luminosa en energía eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico o efecto fotoquímico. En la actualidad, la corriente principal son las células solares que funcionan según el principio del efecto fotoeléctrico y su materia prima básica son los semiconductores. Cuando la unión P-N se expone a la luz, la absorción intrínseca y extrínseca de fotones por la muestra generará portadores fotogenerados, lo que provoca el efecto fotovoltaico y genera un campo eléctrico fotogenerado en dirección opuesta al campo eléctrico incorporado de la unión P-N. . Su dirección es del área P al área N. Este campo eléctrico baja la barrera de potencial, es decir, la diferencia de potencial fotogenerada, P es positiva y N es negativa, por lo que la corriente de unión que genera fluye desde la región P hacia la región N, formando una conducción unidireccional, que desempeña el papel de El mismo papel que una batería.
Debido al voltaje de salida inestable del panel solar, se agrega un circuito estabilizador de voltaje para cargar la batería de carga a través del circuito estabilizador de voltaje y el circuito de carga. Al mismo tiempo, también se puede cargar la batería interna. para emergencias; cuando el voltaje es bajo, el voltaje de salida del panel solar es bajo y no puede alcanzar el voltaje de funcionamiento del circuito de carga. Por lo tanto, se agrega un circuito estabilizador de voltaje y refuerzo para proporcionar un voltaje operativo estable para el circuito de carga. En condiciones de iluminación extremadamente pobres, como noches nubladas, la batería dentro del sistema puede cargar dispositivos posteriores a través de un circuito de refuerzo. Además, el cargador también está diseñado con iluminación. Cuando la luz está oscura por la noche, la batería alimenta la iluminación para uso de emergencia.
3. Diseño del cargador
3.1 Principio de carga de la batería
Si se produce una sobrecarga, una sobredescarga o una sobrecorriente durante el proceso de carga y descarga, la batería puede dañarse o reducir la vida útil de la batería. La Figura 3 es la curva de carga de la batería de litio, que se divide en tres etapas: estado de precarga, carga de corriente constante y carga de voltaje constante. Tomando como ejemplo una batería con una capacidad de 800 mAh, el voltaje de carga de su terminal es de 4,2 V y se utiliza una batería de 1/10 C (aproximadamente 80 mA) para la precarga de corriente constante. Cuando el voltaje del terminal de la batería alcanza el umbral de bajo voltaje V (min), se carga con una corriente constante de 800 mA (la velocidad de carga es de 10 C). Inicialmente, el voltaje de la batería aumenta con una gran pendiente. Cuando el voltaje de la batería está cerca de 4,2 V, se cambia a carga de voltaje constante de 4,2 V y la corriente disminuye gradualmente.
Curva de carga de la batería del teléfono móvil
3.2 Concepto de diseño del cargador
La idea de diseño del circuito de control de carga del teléfono celular solar se basa en la corriente constante/ Control de carga en voltaje constante con batería de iones de litio. En tiempo de lluvia o cuando no hay suficiente luz solar por la noche, el teléfono móvil se carga con una batería de iones de litio para garantizar un funcionamiento ininterrumpido bajo cualquier circunstancia. Es decir, el diseño del sistema se basa principalmente en la carga solar. Cuando hay suficiente luz solar y la batería tiene suficiente capacidad de suministro de energía, el sistema puede utilizar principalmente energía solar para cargar el teléfono móvil y la batería para complementar la batería. ; cuando no hay luz solar o la luz solar es débil, el sistema puede usar principalmente la batería para cargar el teléfono móvil y usar energía solar para cargar su teléfono móvil.
3.3 Diseño del circuito de control de carga
3.3.1 Diseño del circuito de refuerzo
Debido a la diferente intensidad de la luz solar en diferentes momentos y ubicaciones, la salida de paneles solares La energía es inestable y es necesario agregar los enlaces de control correspondientes, como el aumento y la estabilización de voltaje. El refuerzo de CC consiste en aumentar el voltaje de CC más bajo proporcionado por la batería al valor de voltaje requerido.
3.3.2 Diseño del circuito estabilizador de voltaje
El diseño del circuito estabilizador de voltaje se basa en el regulador de voltaje integrado de tres terminales W7800. Es un circuito estabilizador de voltaje en serie y su. El principio de funcionamiento está conectado en serie con componentes discretos. La fuente de alimentación regulada es la misma. Consta de un circuito de arranque, un circuito de muestreo, un circuito amplificador de comparación, un enlace de referencia, un enlace de ajuste y un enlace de protección contra sobrecorriente. Además, existen circuitos de protección contra sobrecalentamiento y sobretensión, por lo que su rendimiento de estabilización de voltaje es mejor que el de los circuitos de estabilización de voltaje en serie de componentes discretos. Además, después de iniciar la fuente de alimentación regulada, el circuito de arranque del estabilizador de voltaje integrado de tres terminales está en un estado normal. El circuito de arranque no está en contacto con otros circuitos dentro de la fuente de alimentación regulada, por lo tanto, se producen cambios en el voltaje de entrada. No afectará directamente al circuito de referencia ni al circuito de fuente de corriente constante. La salida El voltaje permanece estable.
3.3.3 Diseño del circuito de carga
Las baterías de litio tienen las ventajas de tamaño pequeño, gran capacidad, peso ligero, sin efecto memoria, sin contaminación y con muchos ciclos de batería (larga vida útil). ), se utiliza ampliamente en muchos productos digitales. Sin embargo, las baterías de litio tienen requisitos estrictos en cuanto a las condiciones de uso, como una alta precisión del control de carga.
Batería de poca duración tras una sobrecarga. Por lo tanto, para proteger la batería de litio, el circuito de carga incluye dos partes: el circuito de control de carga de la batería y el circuito de control de detección de carga de la batería. El circuito de control de carga de la batería se utiliza para controlar el circuito estabilizador de voltaje o refuerzo para cargar la batería de la lima, que también es una batería de litio.
Circuito de carga. El circuito de detección de carga de la batería se utiliza para detectar el nivel de carga. Cuando la batería está completamente cargada, la luz indicadora de carga completa se enciende y el circuito lógico controla el circuito de carga para desconectarlo y detener la carga.
4 Conclusión
Con el desarrollo de la tecnología moderna, los productos electrónicos se han vuelto casi universales, pero las baterías de los productos electrónicos siempre nos han preocupado. El propósito de mi investigación no es aumentar la capacidad de la batería, sino instalar el cargador solar en la superficie de productos electrónicos, lo que puede aumentar considerablemente la vida útil de la batería.