如何用太陽能電池板給鋰電池充電(CN3791)
這是一個多晶太陽能電池板,尺寸是8cm*8cm,它的峰值功率輸出電壓是5V,電流是150mA,今天就來和大家分享下如何通過這種太陽能電池板給單節(jié)18650鋰電池充電。

太陽能電池板在光照強(qiáng)度一定,負(fù)載較小時可以看成一個恒流源,它的伏安曲線如白色實線所示,它的輸出功率曲線如虛線所示

這個是太陽能電池板在不同光照強(qiáng)度下的輸出功率曲線,在不同光照強(qiáng)度下最大輸出功率點的電壓基本是相同的,

利用太陽能電池板給鋰電池充電時,盡量讓太陽能電池板在不同光照強(qiáng)度下都處在最大輸出功率點,根據(jù)前面的曲線我們可以知道,其實只要讓太陽能電池板的輸出電壓為最大輸出功率點的電壓即可。
像前面那個太陽能電池板,最大功率電壓大概在5V。
知道太陽能電池板的相關(guān)知識后我們就需要一個帶太陽能電池板最大功率跟蹤功能的充電管理IC,常用的有CN3791 ,該芯片支持當(dāng)太陽能電池板電流輸出能力降低時,其內(nèi)部電路能夠自動跟蹤太陽能板的最大功率點,不會出現(xiàn)將太陽能電池板電壓拉低的情況。
這是CN3791的引腳定義:

9腳為電源引腳輸入電壓可以為4.5-28V,可以接一個峰值功率點電壓在這個范圍內(nèi)的太陽能電池板;
2腳為GND引腳;
4腳為充電完成信號指示引腳,當(dāng)給電池充電完時時這個引腳位低電平,連接的LED被點亮;
3腳為充電信號指示引腳,給電池充電時這個引腳為低電平,連接的LED被點亮;
6腳為太陽能電池板最大功率點跟蹤引腳,通過R3和R4設(shè)定太陽能電池板的最大功率點電壓;
這個是最大功率點電壓計算公式,

當(dāng)太陽能電池板電壓大于Vmppt時,芯片認(rèn)為太陽能電池板達(dá)到了該光照下的最大功率點,開始給鋰電池充電,當(dāng)太陽能電池板電壓小于Vmppt時,芯片不會給電池充電。
COM為環(huán)路補(bǔ)償引腳,接一個RC網(wǎng)絡(luò);
BAT引腳接電池的正極;
VG為內(nèi)部電壓調(diào)制器輸出,接一個100nF到VCC;
DRV為驅(qū)動引腳,外接PMOS的柵極,后面再接電感,二極管和電流檢測電阻,這里組成一個BUCK降壓電路給電池充電;
CSP為充電電流檢測引腳,外接檢測電阻Rcs,同時可設(shè)定恒流充電的電流;

恒流充電電流可以根據(jù)這個公式計算:

當(dāng)太陽能電池板輸出功率不能提供這一電流時,按太陽能電池實際提供的功率恒流充電,而不會一味增大充電電流從而將太陽能電池板電壓拉低。
恒流充電電流一定要根據(jù)太陽能電池板的輸出情況來確定,比如我這個太陽能電池板輸出最大才150mA,設(shè)置500mA的恒流充電電流也沒用。
并且設(shè)置的恒流充電電流越大,充電結(jié)束時的電流也就越大,這樣很容易導(dǎo)致在恒壓充電階段電池沒有充滿就結(jié)束了。
這個是CN3791的整個充電過程,當(dāng)電池電壓小于2.8V時,是涓流充電階段;

當(dāng)電池電壓大于2.8小于4.2時是恒流充電階段,充電電流就是通過Rcs設(shè)置的電流;
當(dāng)電池電壓接近4.2V時,是恒壓充電階段,充電電壓為4.2V。
這個是整個電路的一個參數(shù),大家可以看下:
