利用太阳能充电的旅行充电器

文章摘要：当你在偏僻的野外度假时，对于使用可充电电池的数码相机类电子设备来说，会遇到一个问题。就是可能到处都找不到一个电源插口。这时你只有寄希望于这里介绍的一台自己制作的使用太阳能电池板做电源的锂电池充电器。这里介绍的就是这样一台以太阳能电池板作电源（DC 5V），以普通标准元件制作的简易锂电池充电器。它曾满足了原作者在一次短期旅游中，徒步穿越尼泊尔的那波那地区时对于能量的需求。显然大家都知道，为锂电池充电相当简单。只需要一个电压在4.1～4.2V的稳压电源（具体的充电电压值需要根据厂家给出的电池特性来决定）。同时要加上电流限制器，以保证电流在限定的范围内。随着电池充电过程。电流会自动逐渐减小（见右图的

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　　当你在偏僻的野外度假时，对于使用可充电电池的数码相机类电子设备来说，会遇到一个问题。就是可能到处都找不到一个电源插口。这时你只有寄希望于这里介绍的一台自己制作的使用太阳能电池板做电源的锂电池充电器。

　　这里介绍的就是这样一台以太阳能电池板作电源（DC 5V），以普通标准元件制作的简易锂电池充电器。它曾满足了原作者在一次短期旅游中，徒步穿越尼泊尔的那波那地区时对于能量的需求。显然大家都知道，为锂电池充电相当简单。只需要一个电压在4.1～4.2V的稳压电源（具体的充电电压值需要根据厂家给出的电池特性来决定）。同时要加上电流限制器，以保证电流在限定的范围内。随着电池充电过程。电流会自动逐渐减小（见右图的充电特性曲线）。当充电电流减小到1／20C，甚至更小时，就可以认为电池已经充满了。再说一遍：充电电压的要求很严格，所允许的偏差只有1％。这个要求是非常严格的，因为4.2V的1％只有42mV。这意味着电路必须能精确地测量输出电压值，并且严格地使之保持在容许误差之内。

　　这个电路（下图）的优点是，作为一个DIY产品来说，它很容易制造。因为它不使用任何特殊元件。TL431基准电压源是一种老的备品，几乎能在任何地方找到。其余就只需要几个普通晶体管和功率晶体管来组成。而所有这些元件还可以用其他相似类型的元件来代替。

　　图上的肖特基二极管可以是能够控制1A电流的任何型号的二极管。如果需要时，也可以使用普通的1N4001代替。电路的输入电压也可以更高一些。

　　当然，如果电压过高，需要为T1加装散热片。

　　设计准则
　　
　　仔细测试一些其他类似设计总是很必要的，这样就可以了解基本的设计原则。

　　1.参考电压
　　
　　首先，充电电路的主要部分是由TL341（IC2）产生的参考电压。这是一种聪明的选择。因为如果你希望得到1％精度的充电电压的话。有一个高质量的参考电压源是基本要求。参考电压芯片IC2接有一个射级跟随器（T4），所以参考电源可以提供多达几个毫安的电流。这部分电路正常时会使输出电压减少约0.6V，并且减低稳定性。但晶体管上通过R21和R32建立的负反馈能够消除这些问题。

　　IC2可以调整其参考电压，保持在其调整输入端的电压为2.5V，从而提供参考电压3.3V，用于各处的电路。在构建一个充电器时，如果TL431的电压与额定的电压相差太多时，电阻R21或R23能够调节是十分重要的。如果检查显示，IC2的参考电压接近于容许误差值的上限，可以通过在R21或R23上并联一个小电阻来加以校正。

　　可以简单地采用试错法，通过不断地尝试在R21或R23上并联不同的阻值。直到获得正确的电压为止。在获得正确的电压之后，再将电阻焊接上去。

　　当然，这里给出的3.3V电压，仅仅是适宜选择的电压之一。实际电压可以更高一点或更低一点。虽然由于受TL431上行空间的限制，此电压不会选得太高。更为重要的一点限制是：此参考电压必须落在电路中线性放大器通常所使用的输入电压范围之内。后面，在我们讨论关于线性放大器选择的问题时，将进一步提到参考电压问题。

　　明显偏低的参考电压也不太合乎需要（例如：不使用分压器电路时所获得的2.5V）。因为这会给驱动LED D1带来困难，并且会增大电路对于放大器输入端偏置电压的敏感性。

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　　2.检测电路
　　
　　现在我们进入对控制电路的讨论，包括：

　　●稳定的输出电压●电流限制●电池（温度）监控●电池充电完成指示前三项都涉及输出电压。而通过减低输出电压，就可以减小输出电流。因为在充电时，如果电池变热，就必须通过减低输出电压来减小输出电流。

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