智能追光鋰電充電系統設計

四、系統特色及創(chuàng )新

本系統的全部能量均來(lái)自太陽(yáng)能，是順應時(shí)代潮流的積極探索。通過(guò)光電轉化后將電能存儲到鋰電池中，再給各個(gè)模塊供電，可再生能源的使用響應了當下“和諧社會(huì )”的建設，為本系統提升了競爭力。

本系統解決了低電壓無(wú)法工作的問(wèn)題。我們添加了低壓檢測中斷功能，當電壓過(guò)低時(shí)，會(huì )觸發(fā)中斷，系統會(huì )保存重要的數據，當電壓正常時(shí)，可恢復工作。同時(shí)，當沒(méi)有光照時(shí)，系統靠存儲在鋰電池中的電能工作，我們也不用擔心鋰電池突然損壞的問(wèn)題，因為當鋰電池無(wú)法供電時(shí)，只要有光照，單片機仍可啟動(dòng)工作。

本系統提高了光電轉換的效率。機械和舵機的配合追光，既考慮了舵機耗電的問(wèn)題，也提高了光電轉換率。機械追光利用的是當地地理位置的特點(diǎn)，將太陽(yáng)能電池板與地平面成的角度和當地的緯度一致。例如，合肥當地的維度在32°左右，我們就將太陽(yáng)能電池板與地平面的角度調節到32°左右，再通過(guò)舵機調節，配合追光。

需要說(shuō)明的是，系統安裝好后，此機械角度無(wú)需再次調節。

系統充分考慮了鋰電池的特性及其充電要求。采用可太陽(yáng)能供電的CN3063智能充電管理芯片，而且為鋰電池安裝了保護板，這些措施為鋰電池的安全有效充電提供了保障；低壓涓流充電的方式，能重新激活鋰電池，正常電壓情況下，恒流/恒壓的充電方式更能安全快速的為鋰電池充電，系統的“再充電”功能也防止了鋰電池的過(guò)放；系統還設計了升/降壓兩路充電通道，以光耦器件作為開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)迅速而且不會(huì )產(chǎn)生電火花，通過(guò)程序的設計，自動(dòng)切換充電通道；18B20溫度檢測的加入，能有效防止鋰電池溫度過(guò)高而損壞，為鋰電池的安全提供了第二重保障。

系統中的照明燈改變了傳統照明燈非開(kāi)即關(guān)的特點(diǎn)。利用脈寬調制（PWM）模擬DA功能，實(shí)現了智能調光，當外界光線(xiàn)越弱時(shí)，照明燈越亮，當外界光線(xiàn)越強時(shí)，照明燈越暗，直至關(guān)閉，此方法的推廣使用，會(huì )更節能。

VB上位機界面的設計，實(shí)現了人工智能化管理。在上位機界面上，可以直觀(guān)的看到系統的運行情況，包括太陽(yáng)能電池輸出電壓、鋰電池電壓、鋰電池溫度、鋰電池電壓變化曲線(xiàn)，如果系統運行出了故障，可以在上位機上加以控制，及時(shí)停止充電，避免了更大的損失。

本系統還有很大的提升空間。例如在經(jīng)濟許可的情況下，將有線(xiàn)傳輸改為無(wú)線(xiàn)傳輸，仍能實(shí)現通信；增大太陽(yáng)能電池板的功率，使用鋰電池電池組，添加逆變模塊，可產(chǎn)生220V交流電，供小功率電器使用等等。

五、系統應用及展望

本系統可用于太陽(yáng)能充電器，新型路燈，手電筒、玩具、航模。應用在通訊設備如移動(dòng)電話(huà)、網(wǎng)絡(luò )電話(huà)、對講機、藍牙耳機；移動(dòng)辦公設備如筆記本計算機、PDA、便攜式傳真機、打印機；影像設備如數碼相機、攝像機、移動(dòng)DVD、移動(dòng)電視、MP3、MP4等。

鑒于此系統能有效的保護鋰電池，活化鋰電池，延長(cháng)鋰電池壽命，還可以考慮應用在信號發(fā)射塔上為鋰電池組充電，能為通訊服務(wù)商節約更換鋰電池組的成本。

根據系統追光特性，還可以將系統安裝在屋頂，為家居用電提供可能；安裝在電動(dòng)汽車(chē)頂部，無(wú)論車(chē)子走到哪里，只要有太陽(yáng)光，都會(huì )找到最佳位置吸光儲能。

總之，該系統應用十分廣泛，只要其工作環(huán)境有光源，用到鋰電池，都可以考慮改裝后使用，發(fā)展前景相當好。

附錄一 鋰電池保護板介紹

系統中使用的鋰電池保護板采用的IC芯片是DW01+。DW01+是一個(gè)鋰電池保護電路，為避免鋰電池因過(guò)充電、過(guò)放電、電流過(guò)大導致電池壽命縮短或電池被損壞而設計的。它具有高精確度的電壓檢測與時(shí)間延遲電路。它的工作電流低，過(guò)充檢測4.3V，過(guò)充釋放4.05V；過(guò)放檢測2.5V，過(guò)放釋放3.0V；芯片內部有過(guò)了保護復位電阻，廣泛應用于單節鋰電池的保護電路DW01+的管腳排列如圖27所示。

圖27 DW01+管腳排列

DW01+是各管腳功能如表4所示。

表4DW01+管腳功能

DW01+的應用電路如圖28所示。

圖28 DW01+應用電路