一項(xiàng)以BQ24200為芯片的太陽(yáng)能供電電源設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

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不少設(shè)備，如電力系統(tǒng)的輸電線路、輸電桿塔等，都實(shí)行在線監(jiān)控，這樣能有效保證生產(chǎn)的安全。但是，這些設(shè)備都安裝在郊野等地，無(wú)法采用市區(qū)電源供電，因此，這類設(shè)備的供電成為了一個(gè)亟待解決的難題。而太陽(yáng)能發(fā)電則是一個(gè)比較可行的想法，近幾年來(lái)，太陽(yáng)能電是發(fā)展為迅速的一種綠色能源，作為清潔的可再生能源，太陽(yáng)能越來(lái)越受到人們的重視，可利用太陽(yáng)能對(duì)這些監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行供電。

本文設(shè)計(jì)的基于BQ24200的太陽(yáng)能供電電源，由光伏電池、鋰電池、鋰電池充電管理單元、超級(jí)電容器組成。在陽(yáng)光充足的情況下，利用太陽(yáng)能對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，并輸出穩(wěn)定電壓，向用電裝置供電；當(dāng)陽(yáng)光不足或陰雨天氣時(shí)，利用鋰電池作為后備電源向用電裝置供電。

1BQ24200的主要特點(diǎn)

BQ24200是用于限流應(yīng)用的單節(jié)鋰粒子電池充電管理芯片。其對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，如果電池電壓低于內(nèi)部低電壓閥值時(shí)，首先是預(yù)充電階段，采取涓流充電方式對(duì)電池進(jìn)行充電，這樣可修復(fù)深度放電的電池；預(yù)充電結(jié)束后，在內(nèi)部限制的電流以下，以電流對(duì)電池進(jìn)行充電，直到電池充電到期望的電壓值充電過(guò)程結(jié)束。

B024200的基本特征和參數(shù)如下：

a特別的設(shè)計(jì)使其具有電流限制功能；

b充電時(shí)，需要很低的電壓降落，適合于需要低電壓降落的焦炭和石墨電極單節(jié)鋰離子電池充電設(shè)計(jì)；

c內(nèi)部集成500mA功率晶體管；

d內(nèi)部電壓調(diào)整精度為0.5%；

e電池插入和移除檢測(cè)；

f具有預(yù)充電功能；

g輸入電壓低時(shí)自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式；

h具有充電狀態(tài)指示或用于主機(jī)狀態(tài)檢測(cè)接口指示；

i帶有溫度監(jiān)測(cè)功能。

2BQ24200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能

BQ24200的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

引腳功能：

IN：連接到內(nèi)部P溝道功率晶體管源極。

OUT：連接到內(nèi)部P溝道功率晶體管漏極。

BAT（Batteryvoltagesense）：電池電壓傳感器輸入，連接到電池的正極。

TS（Temperaturesenseinput）：外部電池溫度監(jiān)測(cè)回路輸入。

STAT（Chargestatusoutput）：不同充電狀態(tài)指示。

VCC（Supplyvoltageinput）：電源輸入。

3電源的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成直流電后，經(jīng)充電電路存儲(chǔ)到蓄電池，再經(jīng)過(guò)放電電路，按不同的供電要求供給不同的直流負(fù)載。

電源的總體設(shè)計(jì)包括：太陽(yáng)能電池供電電路、鋰電池、鋰電池充電管理單元、超級(jí)電容器。其電路如圖2所示。

3.1太陽(yáng)能電池板及鋰電池

太陽(yáng)能電池板在使用中往往考慮到功率的選取和電壓的選取。BQ24200的工作電壓為：門檻電壓214V，工作電壓是16.5V。太陽(yáng)能電池板的輸出電壓一定要滿足B024200的工作電壓范圍，以免對(duì)其造成損壞。根據(jù)需要，可選取額定輸出電壓為9V，開路電壓為10.8V的太陽(yáng)能電池板進(jìn)行供電。太陽(yáng)能電池輸出功率Wp是標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照條件下，即：歐洲委員會(huì)定義的101標(biāo)準(zhǔn)，輻射強(qiáng)度1000W/m2，大氣質(zhì)量AM1.5，電池溫度25℃條件下，太陽(yáng)能電池的輸出功率。由于不同地區(qū)的日照時(shí)問(wèn)和太陽(yáng)照射角度不同，需要根據(jù)應(yīng)用的區(qū)域選取合適的容量。

蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則：首先在能夠滿足夜晚裝置工作的前提下，把白天太陽(yáng)能電池組件的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái)，同時(shí)還要能夠存儲(chǔ)滿足連續(xù)陰雨天用電裝置連續(xù)工作的電能。蓄電池容量過(guò)小不能夠滿足裝置連續(xù)工作的需要；蓄電池容量過(guò)大，一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài)，影響蓄電池壽命，同時(shí)造成浪費(fèi)。

3.2溫度限制

通過(guò)監(jiān)測(cè)引腳TS對(duì)地的電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。TS引腳的電壓由熱敏電阻RT1、RT2和Vcc來(lái)產(chǎn)生；根據(jù)TS引腳電平的高低，對(duì)電池的充電進(jìn)行高低溫保護(hù)。TS引腳上的電平在其內(nèi)部電壓VTS1和VTS2之間時(shí)，BQ24200對(duì)電池充電，否則，充電停止。

熱敏電阻的選取方法如下：

對(duì)于負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻：

對(duì)于正溫度系數(shù)的熱敏電阻：

其中：RTc是熱敏電阻低溫時(shí)的電阻值；RTH是熱敏電阻高溫時(shí)的電阻值。

4結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能供電電源，采