CN206226058U - 低光照环境高效太阳能电池充电器 - Google Patents

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Abstract

低光照环境高效太阳能电池充电器属于太阳能电池充电器技术领域，尤其涉及一种低光照环境高效太阳能电池充电器。本实用新型提供一种低光照环境高效太阳能电池充电器。本实用新型包括CN3722芯片，其结构要点CN3722芯片的VIN引脚分别与稳压管D3的阴极、电容C4一端、电阻R3一端、电阻R1一端相连，电阻R1另一端与太阳能电池板相连；电阻R3另一端接地，电容C4另一端分别与电感L1一端、CN3722芯片的SENSE引脚相连，电感L1另一端与N沟道MOS管M1的漏极相连，N沟道MOS管M1的源极接地，N沟道MOS管M1的栅极分别与电阻R8一端、CN3722芯片的VFB引脚相连。

Description

低光照环境高效太阳能电池充电器
技术领域
本实用新型属于太阳能电池充电器技术领域，尤其涉及一种低光照环境高效太阳能电池充电器。
背景技术
任何太阳能电池板的一个重要特性是其可在一个工作电压（VMP）相对恒定的条件下实现峰值功率输出，这与照明指数无关（见图 2）。
当可用的太阳能的输入功率不够满足一个电池充电器的功率要求时，调节输入电压，配合电路可以减少电池的充电电流。这将降低太阳能电池板上的负载，以把太阳能电池板电压维持在 VMP，从而最大限度地增加太阳能电池板的输出功率。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，提供一种低光照环境高效太阳能电池充电器。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括CN3722芯片，其结构要点CN3722芯片的VIN引脚分别与稳压管D3的阴极、电容C4一端、电阻R3一端、电阻R1一端相连，电阻R1另一端与太阳能电池板相连。
电阻R3另一端接地，电容C4另一端分别与电感L1一端、CN3722芯片的SENSE引脚相连，电感L1另一端与N沟道MOS管M1的漏极相连，N沟道MOS管M1的源极接地，N沟道MOS管M1的栅极分别与电阻R8一端、CN3722芯片的VFB引脚相连；所述稳压管D3的阳极分别与电容C2一端、CN3722芯片的VIN-REG引脚相连，电容C2另一端接地。
电阻R8另一端分别与电阻R5一端、电池正极、电阻RRSENSE一端、电阻R4一端、稳压管D1阴极、CN3722芯片的BAT引脚相连，电阻R5另一端分别与地线、稳压管D2阳极相连，稳压管D2阴极分别与稳压管D1阳极、电容C1一端相连，电容C1另一端与CN3722芯片的CHRG引脚相连，电池负极接地。
电阻RRSENSE另一端分别与CN3722芯片的SHDN引脚、电阻R7一端相连，电阻R7另一端分别与电阻R2一端、1μF电容一端、CN3722芯片的SW引脚相连，电阻R2另一端接地；1μF电容另一端分别与CN3722芯片的BOOST引脚、电阻R4另一端相连。
CN3722芯片的TIMER引脚通过电阻R6接地，CN3722芯片的GND引脚接地。
作为一种优选方案，本实用新型所述电阻R1为280千欧，电阻R3为174千欧，电阻R8为1兆欧，电阻R6为1兆欧，电阻R5为100千欧，电阻RRSENSE为0.05欧，电阻R7为63.4千欧，电阻R2为100千欧，电阻R4为536千欧。
作为另一种优选方案，本实用新型所述电容C4为0.368μF，电容C2为10μF，电容C1为390μF，电感L1为10μH。
其次，本实用新型所述N沟道MOS管M1采用IRF540NN沟道MOS管。
另外，本实用新型所述电池采用三个串联的三元锂电池或磷酸铁锂电池。
本实用新型有益效果。
本实用新型CN3722芯片CHRG端为低光照检测端，用来实现在正常光照不足前提下，可以通过触发IC电路停止工作，实现PWM电压提升，提高低光照充电效率。
本实用新型N沟道MOS管M1用来实现太阳能板给锂电池充电，太阳能在低照度时，整个CN3722停止工作，太阳能板电流会通过电容C1存储太阳能，把电压积累至18.5V以上，通过N沟道MOS管M1、PWM调节把低光照板子的能量借助电容C1储存，为锂电充电，此时整个CN3722不再耗电，节约能源，实现低光照锂电池高效充电。
本实用新型CN3722上的CHRG电流监视器状态引脚负责指示电池充电电流的状态，通过该引脚的采样，可以用于控制PWM的输出状态。该引脚在充电器输出电流大于C/10时被拉至低电平，并在输出电流低于 C/10 时呈高阻抗状态。
在低照度期间，输入调节环路可把充电器的输出电流减小至C/10 以下，从而导致CHRG引脚变至高阻抗。该状态引脚的“状态变更”功能用于通过触发一个输入欠压闭锁来停用IC。当充电器停用时，太阳能电池板的电压将在UVLO迟滞范围内爬升，直至达到UVLO上升门限为止，此时以满功率重新达到充电器的工作标准电压。充电器随后将提供充电电流，直到输入电压调节环路再次停用充电器为止。
CN3722的CHRG 引脚会在所需充电电流超过2A时被拉至低电平。当充电电流被输入调节环路减小至200mA水平以下时，CHRG引脚则会变至高阻抗，这允许将N沟道MOS管M1的栅极上拉至VBAT，从而使能FET N沟道MOS管M1。
本实用新型在CN3722外围电路加入一个反馈电路（由电阻R1、电阻R3、电容C4组成），让CN3722芯片判断太阳能电池板最大功率更加精确。在后端执行端加入采样电路（由电阻R2、电阻R7、电阻R4组成），使充电功率和太阳能电池板的输出功率相互匹配。低光照条件下，本实用新型可以维持小电流的涓流充电。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本实用新型电路原理图。
图2是工作电压与照明指数关系图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型包括CN3722芯片，其结构要点CN3722芯片的VIN引脚分别与稳压管D3的阴极、电容C4一端、电阻R3一端、电阻R1一端相连，电阻R1另一端与太阳能电池板相连。
电阻R3另一端接地，电容C4另一端分别与电感L1一端、CN3722芯片的SENSE引脚相连，电感L1另一端与N沟道MOS管M1的漏极相连，N沟道MOS管M1的源极接地，N沟道MOS管M1的栅极分别与电阻R8一端、CN3722芯片的VFB引脚相连；所述稳压管D3的阳极分别与电容C2一端、CN3722芯片的VIN-REG引脚相连，电容C2另一端接地。
电阻R8另一端分别与电阻R5一端、电池正极、电阻RRSENSE一端、电阻R4一端、稳压管D1阴极、CN3722芯片的BAT引脚相连，电阻R5另一端分别与地线、稳压管D2阳极相连，稳压管D2阴极分别与稳压管D1阳极、电容C1一端相连，电容C1另一端与CN3722芯片的CHRG引脚相连，电池负极接地。
电阻RRSENSE另一端分别与CN3722芯片的SHDN引脚、电阻R7一端相连，电阻R7另一端分别与电阻R2一端、1μF电容一端、CN3722芯片的SW引脚相连，电阻R2另一端接地；1μF电容另一端分别与CN3722芯片的BOOST引脚、电阻R4另一端相连。
CN3722芯片的TIMER引脚通过电阻R6接地，CN3722芯片的GND引脚接地。
所述电阻R1为280千欧，电阻R3为174千欧，电阻R8为1兆欧，电阻R6为1兆欧，电阻R5为100千欧，电阻RRSENSE为0.05欧，电阻R7为63.4千欧，电阻R2为100千欧，电阻R4为536千欧。
所述电容C4为0.368μF，电容C2为10μF，电容C1为390μF，电感L1为10μH。
以上参数值是发明人经多次试验获得的较佳参数值。
所述N沟道MOS管M1采用IRF540NN沟道MOS管。
所述电池采用三个串联的三元锂电池或磷酸铁锂电池。
在低照度条件下，当可用的太阳能电池板功率不足以让CN3722提供所需的充电电流时，CN3722的输入电压调节环路将减小输出充电电流，直到充电器输入功率与太阳能电池板提供的可用功率相等为止。当输入调节环路运行时，VIN上的太阳能电池板电压被保持在17V的额定峰值电源电压，从而最大限度地增加了太阳能电池板所产生的功率。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.低光照环境高效太阳能电池充电器，包括CN3722芯片，其特征在于CN3722芯片的VIN引脚分别与稳压管D3的阴极、电容C4一端、电阻R3一端、电阻R1一端相连，电阻R1另一端与太阳能电池板相连；
电阻R3另一端接地，电容C4另一端分别与电感L1一端、CN3722芯片的SENSE引脚相连，电感L1另一端与N沟道MOS管M1的漏极相连，N沟道MOS管M1的源极接地，N沟道MOS管M1的栅极分别与电阻R8一端、CN3722芯片的VFB引脚相连；所述稳压管D3的阳极分别与电容C2一端、CN3722芯片的VIN-REG引脚相连，电容C2另一端接地；
电阻R8另一端分别与电阻R5一端、电池正极、电阻RRSENSE一端、电阻R4一端、稳压管D1阴极、CN3722芯片的BAT引脚相连，电阻R5另一端分别与地线、稳压管D2阳极相连，稳压管D2阴极分别与稳压管D1阳极、电容C1一端相连，电容C1另一端与CN3722芯片的CHRG引脚相连，电池负极接地；
电阻RRSENSE另一端分别与CN3722芯片的SHDN引脚、电阻R7一端相连，电阻R7另一端分别与电阻R2一端、1μF电容一端、CN3722芯片的SW引脚相连，电阻R2另一端接地；1μF电容另一端分别与CN3722芯片的BOOST引脚、电阻R4另一端相连；
CN3722芯片的TIMER引脚通过电阻R6接地，CN3722芯片的GND引脚接地。
2.根据权利要求1所述低光照环境高效太阳能电池充电器，其特征在于所述电阻R1为280千欧，电阻R3为174千欧，电阻R8为1兆欧，电阻R6为1兆欧，电阻R5为100千欧，电阻RRSENSE为0.05欧，电阻R7为63.4千欧，电阻R2为100千欧，电阻R4为536千欧。
3.根据权利要求1所述低光照环境高效太阳能电池充电器，其特征在于所述电容C4为0.368μF，电容C2为10μF，电容C1为390μF，电感L1为10μH。
4.根据权利要求1所述低光照环境高效太阳能电池充电器，其特征在于所述N沟道MOS管M1采用IRF540NN沟道MOS管。
5.根据权利要求1所述低光照环境高效太阳能电池充电器，其特征在于所述电池采用三个串联的三元锂电池或磷酸铁锂电池。
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