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1、简易太阳能家用充电电源的研究燕山大学：党协领郑志勇（1.燕山大学机械工程学院，河北省秦皇岛市066004；2.燕山大学材料工程学院,河北省秦皇岛市066004）摘要：通过近几年的发展，太阳能以其清洁、环保、无污染等特点购得了越來越多人的青睐。我国太阳能家用电源已经山场化，但由于技术上的某些原因，许多充电控制器产品的电路结构很复杂，电路元件很多，如果出现了故障不容易维修，阻碍了太阳能的进一步普及。为此作者设计了一款成木低、可靠性高、结构简单的充电控制器电路，供广人光伏开发人员及太阳能爱好者参考。关键词：A阳能；控制器；电路组成；充
2、电器一引言太阳能电源在我国已经推广应用了20多年，人量应用于我国西部的无电农牧区，为牧民们解决了平时的用电问题。2001年开始，国家经贸委/世界银行GEF项忖正式启动，极大地促进了我国太阳能家用技术水平和市场化的发展，为了规范市场，该项目设立了严格的准入门槛，制定了太阳能家用电源的技术规范，2003年此规范上升为国家推荐标准通过近几年的发展，太阳能以其淸洁、环保、无污染等特点博得了越來越多人的青睐。⑵我国太阳能家用电源已经市场化，但由于技术上的某些原因，许多产品的电路结构很复杂，电路元件很多，如果出现了故障不易维修，阻碍了太阳能
3、的进一步普及。为此作者设计了一款成本低、对靠性高、结构简单的充电控制器电路，供广大光伏开发人员及太阳能爱好者参考。二充电电源的设计1•电路的设计本电路（如图1）采用了LM2587-ADJ芯片为核心,输出电压为8-16V的太阳电池阵列组做为电路的输入，电路输出电压为24V,可用于平时的24V供电。电路主要由LM2587-ADJ,C1N1,C1N2,KC,CC,L,D,Rl,R2及其他外围元件组成。LM2587系列集成芯片专为反激式电路，步升（升压），和止激变换器设计。该系列有4种不同输出电压:3.3V,5.0V,12V和ADJ可调
4、电压输出（本电路用的是ADJ可调输出系列）。电源开关是典型的NP申装置，电流能够达到5.0A,可以承受65V电压。电源开关保护电路主要山电流限制电路和热限制电路以及欠压闭锁电路组成。芯片内部包含100kHz固定频率的内部振荡器。其它特点包括软启动模式以降低启动时的冲击电流，电流模式改善输入电压排斥反应和输出负载瞬态以及逐周期电流限制等。在规定输入电压和输出负载条件下输出电压的偏差范围是±4%,为电源系统提供了保证VIN+12V（8-16V）图1简易太阳能充电电源电路图其特色如下：（1）需要很少的外部元件；（2）标准电感器和变压器
5、；（3）NPN输出开关电流达5.0A,可以承受65V电压；（4）宽输入电压范围：4V〜40V；（5）电流模式操作，以提高瞬态响应，线路调整率和电流限制；（6）100kHz的开关频率；（7）出动时内部软启动功能町降低浪涌电流；（8）输出晶体管由电流限制，欠压锁定和热关闭保护；（9）在最大输入电床范围和负载条件下系统输出电床容差为土4%。2•芯片内部电路设计芯片内部电路（如图2）主要包括100HZ的振荡器，误差放大器，比较器，NPN开关及其保护电路、驱动电路和逻辑控制电路。引脚如图所示，1脚为补偿端，2脚为反馈端，3脚接地，心脚为N
6、PN开关的集电极，5脚为芯片的电源输入端。对于固定输出电压系列的芯片，反馈端只需接到电路输出端即可，芯片内部已经有Rl、R2的分压装置。如3.3V时R1=3.4K,R2=2K；5V时Rl=6.15K,R2=2K；12V时R1二&73K,R2=1KO而ADJ系列则没有内部的分压装置（此时Rl=0Q,R2=8）,需要在外面另加，这就给我们的使用带来了方便，这也是本电路采用ADJ输出芯片的原因。ForFixedVersons3.3V,R1=3.4k,R2=2k5V,R1=6.15k.R2=2k12V,R1=8.73k,R2=1kFor
7、Adj.VersionRI=Short(OU).R2=Op«n图2内部电路原理框图3・电路参数确定图1是升压式DC-DC转换电路，输入电压8〜16V,平均输入电压为12V,其输出电床值可按以下公式改变Rl、R2电阻值进行调整：Vour=VREH(1+R』R2),Vref二1.23V(1)Rl,R2对输出电压进行分压后和芯片内部基准电压1.23V进行比较，当R2在1K到5K之间时，R1为:(2)R1=R2(VOUT/VrEF-1)，VREF=1-23V(用]%的金属膜电阻)本电路的输出电压为24V,R2选取为2K,代人(2)式计算
8、得R1二37K,选収R1为36.9K(1%)O如果想有不同的电路输出，可以将R1换做梢密可调电位器，R2为固定电阻，通过调整R1的大小达到要求输出的电压。电路中不同的电压值需要不同的电感，最小电感的计算公式为:L(Min)=2.92[(Vw(Min)-)x(2D
