智能追光鋰電充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

四、系統(tǒng)特色及創(chuàng)新

本系統(tǒng)的全部能量均來(lái)自太陽(yáng)能，是順應(yīng)時(shí)代潮流的積極探索。通過(guò)光電轉(zhuǎn)化后將電能存儲(chǔ)到鋰電池中，再給各個(gè)模塊供電，可再生能源的使用響應(yīng)了當(dāng)下“和諧社會(huì)”的建設(shè)，為本系統(tǒng)提升了競(jìng)爭(zhēng)力。

本系統(tǒng)解決了低電壓無(wú)法工作的問(wèn)題。我們添加了低壓檢測(cè)中斷功能，當(dāng)電壓過(guò)低時(shí)，會(huì)觸發(fā)中斷，系統(tǒng)會(huì)保存重要的數(shù)據(jù)，當(dāng)電壓正常時(shí)，可恢復(fù)工作。同時(shí)，當(dāng)沒(méi)有光照時(shí)，系統(tǒng)靠存儲(chǔ)在鋰電池中的電能工作，我們也不用擔(dān)心鋰電池突然損壞的問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)鋰電池?zé)o法供電時(shí)，只要有光照，單片機(jī)仍可啟動(dòng)工作。

本系統(tǒng)提高了光電轉(zhuǎn)換的效率。機(jī)械和舵機(jī)的配合追光，既考慮了舵機(jī)耗電的問(wèn)題，也提高了光電轉(zhuǎn)換率。機(jī)械追光利用的是當(dāng)?shù)氐乩砦恢玫奶攸c(diǎn)，將太陽(yáng)能電池板與地平面成的角度和當(dāng)?shù)氐木暥纫恢?。例如，合肥?dāng)?shù)氐木S度在32°左右，我們就將太陽(yáng)能電池板與地平面的角度調(diào)節(jié)到32°左右，再通過(guò)舵機(jī)調(diào)節(jié)，配合追光。

需要說(shuō)明的是，系統(tǒng)安裝好后，此機(jī)械角度無(wú)需再次調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)充分考慮了鋰電池的特性及其充電要求。采用可太陽(yáng)能供電的CN3063智能充電管理芯片，而且為鋰電池安裝了保護(hù)板，這些措施為鋰電池的安全有效充電提供了保障；低壓涓流充電的方式，能重新激活鋰電池，正常電壓情況下，恒流/恒壓的充電方式更能安全快速的為鋰電池充電，系統(tǒng)的“再充電”功能也防止了鋰電池的過(guò)放；系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了升/降壓兩路充電通道，以光耦器件作為開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)迅速而且不會(huì)產(chǎn)生電火花，通過(guò)程序的設(shè)計(jì)，自動(dòng)切換充電通道；18B20溫度檢測(cè)的加入，能有效防止鋰電池溫度過(guò)高而損壞，為鋰電池的安全提供了第二重保障。

系統(tǒng)中的照明燈改變了傳統(tǒng)照明燈非開(kāi)即關(guān)的特點(diǎn)。利用脈寬調(diào)制（PWM）模擬DA功能，實(shí)現(xiàn)了智能調(diào)光，當(dāng)外界光線(xiàn)越弱時(shí)，照明燈越亮，當(dāng)外界光線(xiàn)越強(qiáng)時(shí)，照明燈越暗，直至關(guān)閉，此方法的推廣使用，會(huì)更節(jié)能。

VB上位機(jī)界面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了人工智能化管理。在上位機(jī)界面上，可以直觀的看到系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括太陽(yáng)能電池輸出電壓、鋰電池電壓、鋰電池溫度、鋰電池電壓變化曲線(xiàn)，如果系統(tǒng)運(yùn)行出了故障，可以在上位機(jī)上加以控制，及時(shí)停止充電，避免了更大的損失。

本系統(tǒng)還有很大的提升空間。例如在經(jīng)濟(jì)許可的情況下，將有線(xiàn)傳輸改為無(wú)線(xiàn)傳輸，仍能實(shí)現(xiàn)通信；增大太陽(yáng)能電池板的功率，使用鋰電池電池組，添加逆變模塊，可產(chǎn)生220V交流電，供小功率電器使用等等。

五、系統(tǒng)應(yīng)用及展望

本系統(tǒng)可用于太陽(yáng)能充電器，新型路燈，手電筒、玩具、航模。應(yīng)用在通訊設(shè)備如移動(dòng)電話(huà)、網(wǎng)絡(luò)電話(huà)、對(duì)講機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)；移動(dòng)辦公設(shè)備如筆記本計(jì)算機(jī)、PDA、便攜式傳真機(jī)、打印機(jī)；影像設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)DVD、移動(dòng)電視、MP3、MP4等。

鑒于此系統(tǒng)能有效的保護(hù)鋰電池，活化鋰電池，延長(zhǎng)鋰電池壽命，還可以考慮應(yīng)用在信號(hào)發(fā)射塔上為鋰電池組充電，能為通訊服務(wù)商節(jié)約更換鋰電池組的成本。

根據(jù)系統(tǒng)追光特性，還可以將系統(tǒng)安裝在屋頂，為家居用電提供可能；安裝在電動(dòng)汽車(chē)頂部，無(wú)論車(chē)子走到哪里，只要有太陽(yáng)光，都會(huì)找到最佳位置吸光儲(chǔ)能。

總之，該系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛，只要其工作環(huán)境有光源，用到鋰電池，都可以考慮改裝后使用，發(fā)展前景相當(dāng)好。

附錄一 鋰電池保護(hù)板介紹

系統(tǒng)中使用的鋰電池保護(hù)板采用的IC芯片是DW01+。DW01+是一個(gè)鋰電池保護(hù)電路，為避免鋰電池因過(guò)充電、過(guò)放電、電流過(guò)大導(dǎo)致電池壽命縮短或電池被損壞而設(shè)計(jì)的。它具有高精確度的電壓檢測(cè)與時(shí)間延遲電路。它的工作電流低，過(guò)充檢測(cè)4.3V，過(guò)充釋放4.05V；過(guò)放檢測(cè)2.5V，過(guò)放釋放3.0V；芯片內(nèi)部有過(guò)了保護(hù)復(fù)位電阻，廣泛應(yīng)用于單節(jié)鋰電池的保護(hù)電路DW01+的管腳排列如圖27所示。

圖27 DW01+管腳排列

DW01+是各管腳功能如表4所示。

表4DW01+管腳功能

DW01+的應(yīng)用電路如圖28所示。

圖28 DW01+應(yīng)用電路