最近幾年

，使用電池供電的小型設備發展迅速，例如：平板電腦
、掌上遊戲機、視頻播放器
、數字相框等。一般而言，這些設備都使用可再充鋰離子(Li-Ion)電池作為電源。一些常見的充電解決方案包括牆上適配器類充電器和通用串行總線(USB)類充電器。盡管這些充電器解決方案是為鋰離子電池充電的一種低成本的解決方案
，但是這些充電器也都存在一個共同的缺點：依(yi)靠(kao)主(zhu)電(dian)源(yuan)才(cai)能(neng)工(gong)作(zuo)運(yun)行(xing)。這(zhe)種(zhong)對(dui)主(zhu)電(dian)源(yuan)的(de)依(yi)賴(lai)性(xing)增(zeng)加(jia)了(le)用(yong)戶(hu)的(de)電(dian)費(fei)開(kai)銷(xiao)
，同(tong)時(shi)也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)排(pai)放(fang)。而(er)且(qie)由(you)於(yu)對(dui)主(zhu)電(dian)源(yuan)有(you)依(yi)賴(lai)性(xing)，這(zhe)些(xie)充(chong)電(dian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)便(bian)攜(xie)性(xing)也(ye)大(da)打(da)折(zhe)扣(kou)。要(yao)想(xiang)以(yi)一(yi)種(zhong)有(you)益(yi)環(huan)境(jing)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)使(shi)用(yong)時(shi)間(jian)，利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)收(shou)集(ji)自(zi)然(ran)光(guang)能(neng)量(liang)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)充(chong)電(dian)器(qi)或(huo)許(xu)是(shi)一(yi)種(zhong)理(li)想(xiang)的(de)方(fang)案(an)。太(tai)陽(yang)能(neng)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)好(hao)處(chu)是(shi)它(ta)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)可(ke)移(yi)動(dong)的(de)充(chong)電(dian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

本文中，我們將對開發太陽能充電解決方案過程中一些重要的考慮因素進行說明。需要考慮這些因素的主要原因是：隨著光照環境不同，電壓和電流也隨之變化，那麼太陽能電池板就會成為一個高輸出阻抗電源。而牆上電源適配器或者USB電源均為低輸出阻抗電源，具有預先規定好的輸出電壓和電流。我們要討論的太陽能充電解決方案中需要重點關注的因素包括：最大功率點跟蹤(MPPT)、反向漏電保護、充電終止方法技巧以及太陽能板崩潰保護等。

最大功率點跟蹤

最大功率點(MPP)是能夠獲得最大功率的太陽能電池工作區域。圖1中的曲線圖表明了該區域。該曲線圖顯示了典型輸出電流與輸出功率同MPP雙節太陽能電池板電壓曲線的對比關係。曲線上的MPP很明顯，因為它是對應於太陽能電池板最大功率輸出的電壓和電流。MPP與環境溫度和光線有關，因此會隨時間而變化。這表明，利用太陽能電源的充電器必須具有相應的電路

，以隨環境條件變化不斷跟蹤MPP。MPPT方案種類繁多，包括簡單的開環技術(電池板電壓維持在固定開電路電壓)和複雜的微控製器類技術(測量輸入和輸出功率，然後正確調節電池板電壓)。
正確選擇充電解決方案的MPPT方案，需要在成本和效率之間做出折中，並且應視具體應用而定。
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反向漏電保護

反fan向xiang漏lou電dian是shi電dian池chi中zhong存cun儲chu的de電dian荷he丟diu失shi並bing返fan回hui至zhi電dian源yuan的de一yi種zhong現xian象xiang。電dian池chi電dian壓ya高gao於yu電dian源yuan時shi出chu現xian反fan向xiang漏lou電dian現xian象xiang。出chu現xian這zhe種zhong現xian象xiang時shi，電dian源yuan便bian成cheng為wei電dian池chi的de負fu載zai
，不bu再zai對dui電dian池chi充chong電dian。使shi用yong牆qiang上shang電dian源yuan適shi配pei器qi或huo者zheUSBdianyuanshibuhuichuxianzhezhongzhuangtai
，yinweizheliangzhongdianyuandedianyashuchushizhongbaochizaililizidianyuandianyazhishang。shiyongtaiyangnengdianchibanshi
，taiyangnengbandedianyahuizaiguangzhaobuzudeqingkuangxiajiangdizhidianchidianyayixia。tu2a顯示了一個連接至電池的USB電源充電器原理圖。當開關S1關(guan)閉(bi)時(shi)，電(dian)源(yuan)從(cong)電(dian)池(chi)斷(duan)開(kai)
，電(dian)池(chi)無(wu)電(dian)流(liu)。使(shi)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)時(shi)，如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)相(xiang)同(tong)的(de)布(bu)局(ju)，則(ze)如(ru)果(guo)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)電(dian)壓(ya)降(jiang)至(zhi)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)以(yi)下(xia)時(shi)開(kai)關(guan)體(ti)二(er)極(ji)管(guan)開(kai)啟(qi)。解(jie)決(jue)這(zhe)種(zhong)問(wen)題(ti)的(de)一(yi)種(zhong)常(chang)用(yong)方(fang)法(fa)是(shi)使(shi)用(yong)背(bei)靠(kao)背(bei)式(shi)開(kai)關(guan)
，如(ru)圖(tu)2b所示。
充電終止

lilizidianchichongdianyaoqiuduidianchishishijingquededianliuhedianyakongzhi，yiquebaodianchidianliangchongman，fangzhisuoduandianchishiyongshouming，bingfangzhizaichongdianqijianchuxianweixianzhuangtai。lilizidianchichongdiandechangjianguocheng(請參見圖3)可分為如下三個階段：預穩壓、恒定電流充電和恒定電壓充電。 [page]
在預穩壓階段，利用0.1C恒定電流(通常情況)對電池充電，以使電池電壓緩慢上升至2.5V左右。該階段僅用於深度放電的電池。一旦電池電壓上升至~2.5V以上，則使用恒定電流充電。在恒定電流充電階段，利用1C恒定電流(通常情況)對電池充電，直到電池電壓達到~4.2V。一旦電池電壓達到~4.2V，則使用4.2V恒定電壓對電池充電。在這一階段
，需對進入電池的電流情況進行監控。當電池電流降至0.1C時，充電終止。在恒定電壓充電階段，進入電池的電流會減少
，原因是電池充滿時電池阻抗增加。一旦電流減少至0.1C以(yi)下(xia)，充(chong)電(dian)源(yuan)必(bi)須(xu)完(wan)全(quan)從(cong)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai)。如(ru)果(guo)未(wei)徹(che)底(di)斷(duan)開(kai)，會(hui)出(chu)現(xian)金(jin)屬(shu)鋰(li)電(dian)鍍(du)現(xian)象(xiang)，讓(rang)電(dian)池(chi)變(bian)得(de)不(bu)穩(wen)定(ding)，從(cong)而(er)出(chu)現(xian)危(wei)險(xian)狀(zhuang)態(tai)。我(wo)們(men)必(bi)須(xu)根(gen)據(ju)進(jin)入(ru)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)流(liu)情(qing)況(kuang)來(lai)終(zhong)止(zhi)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)，以(yi)保(bao)證(zheng)電(dian)池(chi)剛(gang)好(hao)充(chong)滿(man)至(zhi)其(qi)最(zui)大(da)電(dian)量(liang)。

shiyongtaiyangnengchongdiandechongdianqibixuzunxunshangshuchongdianguocheng。wentidaduohuichuxianzaiduidianchidianliujinxingjiankongdehengdingdianyachongdianjieduan。jinrudaodianchidedianliukenenghuijianshao
，danbushiyinweidianchidianliangdezengjia，ershiyinweiguangzhaohuanjingbianhuadailaitaiyangnengbanshuchudejiangdi。yinci，dianchikenengyongyuanyebuhuichongmanzhiqizuidadianliang
，erqietaiyangnengbankenenghuiyizhilianjiedianchi。yaoxiangjiejuezhegewenti
，womenkeyishiyongyigechangshihengdingjishiqi。jishijieshushi，taiyangnengbanbiancongchongdianqiduankai
，erbuyongkaolvdianchidianliangqingkuang，zheyangbiankeyifangzhidianchisunhuai。

太陽能電池板崩潰保護

zaiyixiechuantongdechongdianqizhong，womenyuxianzhidaodianyuandedianliuhedianyadaxiao。yinci，chongdianqidianluzhuanmenweidianyuanguidingfanweineiyunxingersheji。shiyongtaiyangnengdianchibanshuchushi，dianliudaxiaohekailudianyadoushidongtaide，qiqujueyuzhouweidehuanjing。suoyi，xiangbiqiangshangdianyuanshipeiqi
，weitaiyangnengchongdianqishejikongzhihuanluyaogengyoutiaozhanxingyixie。

利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)進(jin)行(xing)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)的(de)係(xi)統(tong)，在(zai)努(nu)力(li)維(wei)持(chi)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)的(de)同(tong)時(shi)
，還(hai)要(yao)不(bu)能(neng)讓(rang)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)出(chu)現(xian)意(yi)外(wai)崩(beng)潰(kui)現(xian)象(xiang)。因(yin)為(wei)如(ru)果(guo)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)電(dian)壓(ya)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)，就(jiu)無(wu)法(fa)從(cong)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)獲(huo)得(de)有(you)用(yong)的(de)電(dian)能(neng)。在(zai)恒(heng)定(ding)電(dian)流(liu)充(chong)電(dian)階(jie)段(duan)出(chu)現(xian)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)崩(beng)潰(kui)的(de)機(ji)率(lv)較(jiao)大(da)。在(zai)這(zhe)一(yi)階(jie)段(duan)
，太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)提(ti)供(gong)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)流(liu)。當(dang)出(chu)現(xian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)時(shi)
，太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)電(dian)壓(ya)開(kai)始(shi)迅(xun)速(su)崩(beng)潰(kui)。因(yin)此(ci)，充(chong)電(dian)器(qi)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)檢(jian)測(ce)到(dao)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)電(dian)壓(ya)的(de)快(kuai)速(su)下(xia)降(jiang)，並(bing)立(li)即(ji)減(jian)少(shao)從(cong)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)獲(huo)取(qu)電(dian)流(liu)，從(cong)而(er)防(fang)止(zhi)太(tai)陽(yang)能(neng)板(ban)崩(beng)潰(kui)。

總結

太陽能充電器可以為鋰離子電池提供一種移動的、有you益yi環huan境jing的de充chong電dian方fang法fa。在zai進jin行xing太tai陽yang能neng充chong電dian器qi設she計ji時shi，會hui遇yu到dao許xu多duo在zai進jin行xing牆qiang上shang電dian源yuan適shi配pei器qi充chong電dian器qi設she計ji時shi所suo碰peng不bu到dao的de問wen題ti。如ru果guo設she計ji人ren員yuan開kai動dong腦nao筋jin，便bian可ke以yi設she計ji出chu一yi些xie能neng夠gou使shi用yong太tai陽yang能neng
、USB和牆上電源適配器輸入的充電器，實現對鋰離子電池的完美充電。

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