中心議題：

• 太陽能充電控製器原理
• 太陽能充電電路設計
• 脈寬調製充電子程序流程

蓄電池優良的特性和較長的使用壽命在一定程度上取決於正確的充放電，錯誤的充電會使蓄電池壽命縮短、性能變差。合適的充電電流和選擇充電方法非常重要。

蓄電池的充電方法很多，例如恒流、恒壓、最大功率跟蹤充電等。根據蓄電池的不同應用場合
，可選擇相應的充電方式。

在光伏利用係統中，太陽電池的輸出特性與當時日照、太陽電池表麵溫度以及負載有關，且具有非線性特性
，蓄電池在充電過程中其端電壓也在不斷發生變化。

在獨立太陽能發電係統中，為了降低成本、tigaoxiaolvhekekaoxing
，jiyaoshiguangfudianchishuchuzuidagonglv，youyaoshixudianchizhengquechongfangdian，tongshihaiyaozuidaxiandudiliyongsuofadianneng。zaimuqiandeguangfuxitongzhong，zhesanzhedeshixiancunzaimaodun，tongchangzhinengjianguyigefangmian，liruzhizhuizongguangfudianchizuidagonglvdianjianghuifangqixudianchidezuijiachongfangdian，congerxianzhilexitongdexiaolvheshouming。yinciwomenzaixuanzechongdianfangfashiyingzonghekaolvgezhongyinsu、使用場合等來設計性能優良的充電控製器。

1 充電控製器原理

本文所設計的充電控製器采用了斬波式PWM原理，分兩個階段，第一階段為快充階段，第二階段為PWM 階段（慢充階段）。

圖1所示電路采用斬波式PWM 充(chong)電(dian)原(yuan)理(li)
，檢(jian)測(ce)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)端(duan)電(dian)壓(ya)，將(jiang)檢(jian)測(ce)得(de)到(dao)的(de)蓄(xu)電(dian)池(chi)端(duan)電(dian)壓(ya)與(yu)給(gei)定(ding)點(dian)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)
，若(ruo)小(xiao)於(yu)給(gei)定(ding)電(dian)壓(ya)，斬(zhan)波(bo)器(qi)全(quan)通(tong)
，迅(xun)速(su)給(gei)蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)； 當蓄電池的電壓大於給定電壓時，則根據比例調整功率管的占空比，充電進入慢充階段，改善充電特性，防止過充。

2 充電電路的設計

充電控製的開關管（斬波管）選用POWER MOFFETIRF4905。此管是P 溝道的MOFFET 管， 具有小導通電阻， RON=20mΩ，最大通態電流ID＝74A （條件溫度25℃， VGS＝－10V）
，開關速度快
，具有很好的開關性能。當此管柵源電壓VGS<-8.0V 時，此管作為開關管就有很好的開關性能。又因為此管為P 溝道

，很容易把基準電壓選在一個點上， 則係統的可靠性會得到較大提高。
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（1）IRF4905 MOFFET 管的驅動電路的設計
在圖2所示電路原理圖中，MBR2060 是肖特基二極管，其中正向導通壓降為0.3V
，最大導通電流為20A， 完(wan)全(quan)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)。此(ci)二(er)極(ji)管(guan)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)防(fang)反(fan)充(chong)，也(ye)就(jiu)是(shi)當(dang)蓄(xu)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)高(gao)於(yu)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)時(shi)，二(er)極(ji)管(guan)截(jie)止(zhi)，防(fang)止(zhi)了(le)蓄(xu)電(dian)池(chi)向(xiang)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)反(fan)充(chong)電(dian)。

D52 是一個防止蓄電池正負極性反接的保護二極管
，即當蓄電池反接時，D52正向導通
，電流很大，熔斷絲即可燒斷
，電路斷開，從而保護了控製器和蓄電池，提高了係統的可靠性。

（2）充電過程
單片機（P2.0）給出充電的控製信號
，即P2.0=1，NPN 型S9013 的三極管導通，由於此三極管工作於射極輸出狀態， 其發射極為高電平，Q54 （2SD667）NPN 三極管導通， 由於穩壓管D50的作用， 使得IRF4905管的柵源電壓鉗位在-10V，IRF4905 管導通
， 太陽電池向蓄電池充電。反之
，前兩極三極管均截止VGS=0V，IRF4905 管斷開，太陽電池不能向蓄電池充電。

3 脈寬調製充電子程序流程

脈mai寬kuan調tiao製zhi子zi程cheng序xu完wan成cheng太tai陽yang電dian池chi向xiang蓄xu電dian池chi以yi脈mai寬kuan調tiao製zhi的de方fang式shi充chong電dian，控kong製zhi器qi根gen據ju蓄xu電dian池chi的de荷he電dian狀zhuang態tai來lai控kong製zhi白bai天tian太tai陽yang電dian池chi向xiang蓄xu電dian池chi充chong電dian，其qi目mu的de是shi為wei了le改gai善shan充chong電dian效xiao果guo和he保bao護hu蓄xu電dian池chi
，防fang止zhi蓄xu電dian池chi過guo充chong。

具體方案是
，當檢測到蓄電池的電壓小於13.5V時，開關管始終接通，即采取全通充電方式
，如果檢測到蓄電池電壓大於13.5V 並小於14.4V 時采取脈寬調製方式充電，隨著蓄電池電壓的增加
，脈寬不斷的變窄，直到蓄電池端電壓上升為14.4V 時，脈寬檢校為0
，停止充電。脈寬調製方式由軟件來實現。

我們取脈衝的周期為2ms，MOS管的開關頻率為500Hz。

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當蓄電池的電壓Vbat=14.05V時， 其脈寬波形如圖4所示。

當蓄電池的電壓Vbat=14.22V 時，其脈寬波形如圖5所示。

4 結論

對所設計的充電電路進行了充電實驗， 驗證了電路的預設功能。係統能夠有效判斷蓄電池的充電狀態，並采取相應的充電方式，達到延長蓄電池使用壽命的目的。