智能追光鋰電充電系統(tǒng)設計

四、系統(tǒng)特色及創(chuàng)新

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

本系統(tǒng)解決了低電壓無法工作的問題。我們添加了低壓檢測中斷功能，當電壓過低時，會觸發(fā)中斷，系統(tǒng)會保存重要的數據，當電壓正常時，可恢復工作。同時，當沒有光照時，系統(tǒng)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題，因為當鋰電池無法供電時，只要有光照，單片機仍可啟動工作。

本系統(tǒng)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，將太陽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，我們就將太陽能電池板與地平面的角度調節(jié)到32°左右，再通過舵機調節(jié)，配合追光。

需要說明的是，系統(tǒng)安裝好后，此機械角度無需再次調節(jié)。

系統(tǒng)充分考慮了鋰電池的特性及其充電要求。采用可太陽能供電的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(tǒng)的“再充電”功能也防止了鋰電池的過放；系統(tǒng)還設計了升/降壓兩路充電通道，以光耦器件作為開關，開關迅速而且不會產生電火花，通過程序的設計，自動切換充電通道；18B20溫度檢測的加入，能有效防止鋰電池溫度過高而損壞，為鋰電池的安全提供了第二重保障。

系統(tǒng)中的照明燈改變了傳統(tǒng)照明燈非開即關的特點。利用脈寬調制（PWM）模擬DA功能，實現了智能調光，當外界光線越弱時，照明燈越亮，當外界光線越強時，照明燈越暗，直至關閉，此方法的推廣使用，會更節(jié)能。

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

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

五、系統(tǒng)應用及展望

本系統(tǒng)可用于太陽能充電器，新型路燈，手電筒、玩具、航模。應用在通訊設備如移動電話、網絡電話、對講機、藍牙耳機；移動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DVD、移動電視、MP3、MP4等。

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

根據系統(tǒng)追光特性，還可以將系統(tǒng)安裝在屋頂，為家居用電提供可能；安裝在電動汽車頂部，無論車子走到哪里，只要有太陽光，都會找到最佳位置吸光儲能。

總之，該系統(tǒng)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(tǒng)中使用的鋰電池保護板采用的IC芯片是DW01+。DW01+是一個鋰電池保護電路，為避免鋰電池因過充電、過放電、電流過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間延遲電路。它的工作電流低，過充檢測4.3V，過充釋放4.05V；過放檢測2.5V，過放釋放3.0V；芯片內部有過了保護復位電阻，廣泛應用于單節(jié)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