目前，光伏發(fā)電裝置在邊遠(yuǎn)地區(qū)的通訊、交通、電力及農(nóng)牧區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，但往往因?yàn)槌浞烹姴缓侠恚斐煽刂破鞴收陷^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(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良的太陽能充電控制器。

1光伏發(fā)電充電控制系統(tǒng)

光伏發(fā)電充電控制系統(tǒng)主要由太陽能電池板、蓄電池和控制器組成，其系統(tǒng)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(shè)計(jì)特別采用了UC3906芯片進(jìn)行充電控制。并且在設(shè)計(jì)中加入了Buck-Boost變換器，調(diào)節(jié)太陽能電池的輸出，提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。

2UC3906的結(jié)構(gòu)及工作原理

UC3906是美周TI公司專門針對(duì)鉛酸電池充電設(shè)計(jì)的。內(nèi)部的邏輯電路提供三種充電狀態(tài)，并對(duì)溫度進(jìn)行了精確的跟蹤補(bǔ)償，可以發(fā)揮電池的最大容量，延長電池的使用壽命。

圖2為UC3906的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，其內(nèi)部為混合電路，既有模擬電路，又有數(shù)字電路。模擬電路包括限流單元、電流檢測單元、帶溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖茧妷簡卧?，低電壓檢測單元等。數(shù)字電路主要包括兩個(gè)RS觸發(fā)器。該芯片內(nèi)含獨(dú)立的電壓控制回路和限流放大器，它可控制芯片內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器提供的輸出電流達(dá)25mA，可直接驅(qū)動(dòng)外部串聯(lián)的調(diào)整管，從而調(diào)整充電器的輸出電壓和電流，電只三和電流檢測比較器檢測蓄電池的充電狀態(tài)，并控制狀態(tài)邏輯電路的輸入信號(hào)。

UC3906一個(gè)非常重要的特性就是其內(nèi)部的精確基準(zhǔn)電壓隨環(huán)境溫度的變化規(guī)律與鉛酸電池電壓的溫度特性完全一致。同時(shí)，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(shí)現(xiàn)對(duì)工作環(huán)境溫度的準(zhǔn)確檢測，保證電池既充足電又不會(huì)嚴(yán)重過充電。除此之外，UC3906芯片還包括一個(gè)輸入欠壓檢測電路以對(duì)充電周期進(jìn)行初始化，并可驅(qū)動(dòng)一個(gè)邏輯輸出。

3電路設(shè)計(jì)

3.1Buck-Boost變換電路的設(shè)計(jì)

Buck—Boost變換電路如圖3所示。為使晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，在其基極與發(fā)射極之間施加周期一定、高電平存在時(shí)間可調(diào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。在一個(gè)周期中晶體管導(dǎo)通時(shí)間T冊(cè)與周期Ts之比稱為占空比，用D表示。

以連續(xù)導(dǎo)電模式為例分析其工作原理：在晶體管導(dǎo)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(wěn)態(tài)電壓變比既可小于1（D《0.5時(shí)），也可以大于1（D》O.5時(shí)），所以Buck-Boost變換器也稱為升降壓變換器。其優(yōu)點(diǎn)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(dāng)太陽能輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)Buck-Boost的占空比就可保證蓄電池輸入電壓的穩(wěn)定。