基于LT3652的太陽能充電器設(shè)計(jì)方法

2 充電器電路及外圍器件參數(shù)計(jì)算和選型

2.1 充電器電路

LT3652 具有很高的集成度，僅需很少的外圍器件即可設(shè)計(jì)出功能完善的充電器。本文設(shè)計(jì)的太陽能充電器用于兩節(jié)鋰離子電池的充電，浮充電壓為8.2 V.充電器電路如圖4 所示。該充電器的設(shè)計(jì)方法具有通用性，以下予以簡(jiǎn)要介紹，供設(shè)計(jì)者參考。

圖4 2 A 充電電流的鋰離子電池太陽能充電器

2.2 外圍器件的參數(shù)計(jì)算及選擇

2.2.1 光伏電池板的選擇

首先確定所需的最小光伏電池板，主要參數(shù)包括開路電壓V OC,峰值功率電壓V P(MAX)以及峰值功率電流I P(MAX) 。V OC為3.3 V加上在2 節(jié)電池浮充電壓之上D1 的正向壓降;V P(MAX)為0.75 V 加上在浮充電壓之上D1 的正向壓降。兩者均預(yù)留15%的余量，保證低光照強(qiáng)度下的正常啟動(dòng)和運(yùn)行。IP(MAX)由V BAT(FLOAT)，V P(MAX)，I CHRG(MAX)以及充電器效率η 確定。公式如下所示：

兩節(jié)鋰離子電池的浮充電壓為8.2 V, 肖特基二極管選用MBRS340,正向壓降V F(D1)為0.5 V,充電器效率一般取η=0.85.由以上各式得光伏電池板的最小要求為：VOC=13.8 V;VP(MAX)=10.9 V; I P(MAX) =1.8 A。

2.2.2 電流傳感電阻

電流傳感電阻RSENSE由其上最大壓降100 mV 與最大充電電流之比確定：

2.2.3 輸入電壓調(diào)節(jié)電阻分壓器

輸入電壓調(diào)節(jié)電阻分壓器RIN1和RIN2如圖2 (c) 所示，V IN_REG引腳內(nèi)置參考電壓取2.74 V.取R IN2=100 kΩ，則：

取RIN1=280 kΩ，光伏電池板最大峰值功率追蹤電壓的控制范圍：

2.2.4 輸出反饋電壓電阻分壓器

V FB電壓分壓電阻器如圖2(b)所示。R FB1和R FB2用來設(shè)置電池的浮充電壓V BAT (FLOAT) ， 兩者的戴維寧等效電阻應(yīng)為250 kΩ，以補(bǔ)償V FB引腳110 nA 的輸入偏置電流。V BAT(FLOAT)對(duì)應(yīng)于VFB引腳內(nèi)置的3.3 V 參考電壓。此外，該引腳另一個(gè)內(nèi)置2.3 V 參考電壓， 對(duì)應(yīng)于電池進(jìn)入預(yù)置模式的門限電壓V BAT(PRE) 。

分別取R FB1=919 kΩ;R FB2=412 kΩ。

當(dāng)LT3652 檢測(cè)到電池電壓低于V BAT(PRE)時(shí)，充電器自動(dòng)進(jìn)入預(yù)置充電模式。此模式下， 電池充電電流僅為15%的I CHRG(MAX) ，也即I BAT(PRE)為0.3 A.電池進(jìn)入預(yù)置充電模式的門限電壓V BAT(PRE)由下式確定：

2.2.5 VSHDN 電阻分壓器

VSHDN電阻分壓器如圖2(c)所示。VSHDN的上升門限電壓為1.2 V±50 mV, 延遲電壓為120 mV.當(dāng)VIN引腳的電壓為V REG(MIN)時(shí)，VSHDN達(dá)到其可能的最大值，電阻分壓器應(yīng)據(jù)此設(shè)置。取RSHDN2=100 kΩ，則：

取RSHDN1=787 kΩ。此時(shí)VSHDN的各門限電壓分別確定如下：

1)VSHDN上升沿門限電壓：VSHDN (MIN)=10.7 V;VSHDN (MAX)=11.6 V.

2)VSHDN下降沿門限電壓：VSHDN (MIN)=9.6V;VSHDN (MAX)=10.5 V.