上一篇文章介紹了多協(xié)議快充太陽能充電器的項目起源,這篇文章來介紹該項目的硬件框圖與項目需求。
上圖為本項目的主要硬件框圖,其中電源部分主要由三部分組成,BUCK降壓電路,BOOST升壓電路,LDO降壓電路:
第一部分,太陽能BUCK降壓電路,這部分用于降低太陽能電池電壓,給單節(jié)鋰電池進行三段式充電。為了提高太陽能轉(zhuǎn)換效率和讓電路兼容更多的太陽能電池板,本項目中BUCK降壓電路需要支持MPPT太陽能最大功率點跟蹤功能和寬電壓輸入功能。
第二部分,鋰電池BOOST升壓電路,用于將鋰電池電壓(4.2V及以下)升壓至符合手機充電的電壓(快充電壓可以是5V,9V,12V),然后配合快充協(xié)議識別電路,動態(tài)調(diào)整輸出電壓。
第三部分,LDO降壓電路,在項目中使用到了一個低壓差的LDO(線性降壓)為單片機提供穩(wěn)定的3.3V直流電。
當然電路中還使用到了鋰電池保護電路,單片機,電壓電流檢測電路,按鍵,LED電量顯示等等外圍電路,但是這些都不在本次項目的重要講解部分。這些電路的應用會穿插在以后的項目中。
當你有多塊太陽能電池板時,還需要進行太陽能供電電壓選擇,因為不同的供電電壓帶來的電路損耗是不同的。如果你只有一塊6V5W的太陽能電池板,你就乖乖的使用6V電壓進行充電。如果恰好你手上有幾塊太陽能電池,這時你可以選擇并聯(lián)方案,依然使用6V充電,也可以選擇串聯(lián)方案,使用12V,18V等電壓進行充電。但是始終要記得一點,無論太陽能電池是串聯(lián)還是并聯(lián),它們的輸出功率都是相等的。唯一有區(qū)別的在于在傳輸過程中的電路損耗問題。
假設你有兩塊6V5W的太陽能電池板,傳輸線路電阻為0.5歐姆,并且假設輸出電壓不會被拉低依然為6V:下面用公式進行分析兩種方案的損耗問題。
使用并聯(lián)方案:
電流:
線路損耗:
使用串聯(lián)方案:
電流:
線路損耗:
當線路電阻僅為0.5歐姆的情況下,串聯(lián)與并聯(lián)的線路損耗就相差了1.1W。所以怎么選這里就看您的需求,這里對充電電壓的選擇就不在進行贅述,根據(jù)自己的實際情況進行選擇即可。小編由于囊中羞澀只買得起一塊太陽能電池板,所以這里就沒得選擇,只好乖乖使用6V進行供電。
最后,看看項目需求,后續(xù)文章將會按照該需求進行展開。
太陽能電池電壓范圍 | 6~24V,支持MPPT |
鋰電池充電需求 |
能夠?qū)崿F(xiàn)三段式鋰電池充電 |
快充協(xié)議 |
支持QC2.0,QC3.0,FCP,AFC,Apple2.4A |
電源管理實現(xiàn)功能 |
電量顯示,電壓檢測,過流保護等 |
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