太陽能充電控制器的設計方案

目前，光伏發電裝置在邊遠地區的通訊、交通、電力及農牧區得到了廣泛使用，但往往因為充放電不合理，造成控制器故障較多、蓄電池使用壽命短、維修麻煩，影響其正常使用，所以有必要設計一款結構簡單、性能優良的太陽能充電控制器。

1光伏發電充電控制系統

光伏發電充電控制系統主要由太陽能電池板、蓄電池和控制器組成，其系統框圖如圖1所示。為了提高控制器的可靠性、延長蓄電池的使用壽命以及提高允電速度，本設計特別采用了UC3906芯片進行充電控制。并且在設計中加入了Buck-Boost變換器，調節太陽能電池的輸出，提高了整個系統的效率。

2UC3906的結構及工作原理

UC3906是美周TI公司專門針對鉛酸蓄電池充電設計的。內部的邏輯電路提供三種充電狀態，并對溫度進行了精確的跟蹤補償，可以發揮電池的最大容量，延長電池的使用壽命。

圖2為UC3906的內部結構圖，其內部為混合電路，既有模擬電路，又有數字電路。模擬電路包括限流單元、電流測試單元、帶溫度補償的參考電壓單元，低電壓測試單元等。數字電路主要包括兩個RS觸發器。該芯片內含獨立的電壓控制回路和限流放大器，它可控制芯片內的驅動器。驅動器提供的輸出電流達25mA，可筆直驅動外部串聯的調整管，從而調整充電器的輸出電壓和電流，電只三和電流測試比較器測試蓄電池的充電狀態，并控制狀態邏輯電路的輸入信號。

UC3906一個非常緊要的特性就是其內部的精確基準電壓隨環境溫度的變化規律與鉛酸蓄電池電壓的溫度特性完全一致。同時，該芯片只需1.7mA的輸入電流就可以工作，因而可減小芯片的功耗，實現對工作環境溫度的準確測試，保證電池既充分電又不會嚴重過充電。除此之外，UC3906芯片還包括一個輸入欠壓測試電路以對充電周期進行初始化，并可驅動一個邏輯輸出。

3電路設計

3.1Buck-Boost變換電路的設計

Buck—Boost變換電路如圖3所示。為使晶體管工作在開關狀態，在其基極與發射極之間施加周期一定、高電平存在時間可調的驅動脈沖信號。在一個周期中晶體管導通時間T冊與周期Ts之比稱為占空比，用D表示。

以連續導電模式為例分解其工作原理：在晶體管導通，二極管截止期間，電源電壓向電感輸入能量，靠濾波電容維持輸jJj電壓基本不變；

在晶體M=Uo／uin=D／（1一D）（1）

由此看出Buck-Boost變換器的穩態電壓變比既可小于1（D《0.5時），也可以大于1（D》O.5時），所以Buck-Boost變換器也稱為升降壓變換器。其優勢是電路簡單，電壓變比可由零到無窮大變化，也就是說既可升壓又可降壓。因此，當太陽能輸出電壓發生變化時，只要適當調節Buck-Boost的占空比就可保證蓄電池輸入電壓的穩定。

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