為太陽能燈供電的低損耗電路的設計

圖1所示太陽能燈電路是一種低損耗電路，使用一只7W四引腳CFL(小型熒光燈)和一塊12V、7-Ahr密封免維護電池。逆變器的效率大于85%，靜態(tài)電流小于2mA。它有一個帶電池過放電保護功能和過充電保護功能的并聯(lián)充電控制器。低靜態(tài)電流、過放電保護功能和過充電保護功能三者確保電池使用壽命很長。逆變器的預熱功能可以避免CFL兩端變黑，從而延長其使用壽命。這一電路可在農(nóng)村地區(qū)用作一種可靠小巧的便攜式光源，在城市用作應急燈系統(tǒng)。并聯(lián)充電控制器電路包括IC1(低電流2.5V電壓基準源LM385)和IC2(LM324比較器)。配有電阻R1 ~ R8和三極管Q1的IC2A可防止電池過放電。

當電池電壓低于10.8V時，該電路切斷負載(逆變器和燈管)，從而防止電池過放電。在無負載狀況下，電池放電后的電壓約為12.2V，因此，為防止出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，電路提供的過放電復位電壓為12.3V。紅發(fā)光二極管LED1指示低電壓狀態(tài)。配有電阻R9 ~ R14和三極管Q2的IC2B可防止電池過充電。當電池電壓超過14.8V時，Q2導通，并使太陽能電池陣列旁流，從而防止電池過充電。當電池電壓低于12.5V時，Q2截止，太陽能板電池陣列對電池進行充電。D2為一支反向阻隔二極管。它能防電池在太陽能電池不產(chǎn)生電能時對太陽能電池放電。黃發(fā)光二極管LED2指示電池充滿電。綠發(fā)光二極管LED3與IC2c和電阻R15 ~ R20一起，提供充電指示。

表1、2、3列出了電路中磁性元件的鐵心與繞組的數(shù)據(jù)。逆變器使用一個以MOSFET管為開關器件的D類推挽外驅(qū)動電路，IC3(SG3524)驅(qū)動這一逆變器。外驅(qū)動結構可以在各種環(huán)境下確保電路無故障起動。

開關頻率約為26kHz。Q6與電阻R29、R30、R31和電容C10一起構成預熱電路。除12V、7-Ahr密封免維護電池外，電路還使用了一塊10W、12V的單晶硅太陽能電池板。對一塊充滿電的電池來說，有記錄的備用時間大約是8～10個小時，使用7W四腳熒光燈的光輸出為370流明。