太阳能无线充电技术的研究

邓超

【摘 要】 基于太阳能作为可再生的新能源节能环保的特点和无线充电作为新型充电形式结构简单的特点，实现这两种充电方式的结合无疑是一次巨大的创新。本文从市电充电模块、太阳能充电模块、锂电池充电保护电路模块、无线充电模块四大模块着手，设计了一款可实际应用的太阳能无线充电器。

【关键词】太阳能 无线充电 市电充电 电路保护

1太阳能充电板块[1]

选择市面上单晶硅太阳能电池板一块，5V输出电压，1A输出电流，晴天正午直线光照测试下5.35V，阴天正午测试3.21V。

由上实测可得太阳能电池板输出电压的变化幅度较大，输出电压不稳定，晴天时需要设计相应的升压电路，阴天时则需要采取降压电路，因为要保证后续锂电池正常充电，供电电压必须在4.7V左右。设计电路如图1。

在图1所示电路中，输出电压由R5的阻值决定

2 市电充电模块

针对太阳能电池板转化率不足的情况，补充设计的市电充电模块能很好的克服这一问题。

常用的市电为220V交流电压，因此需经过整流，滤波，稳压后成为直流电才可进行充电，又因为锂电池有充电电压的限制，因此在锂电池充电之前，通过芯片CN3068降压满足锂电池充电电压。CN3068可以满足对单节可充电锂电池进行恒流/恒压充电，输入电压范围为4.35V-6V，输入电压掉电时，自动会进入低功耗模式。设计电路如图2。

3 锂蓄电池保护电路部分

该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01和两只N沟道MOSFET构成的充、放电控制电路。

锂离子电池保护电路应包括过度充电保护、过放电保护、过电流保护/短路保护。

1 过度充电保护 在充电过程中，当单体电池的充电电压超过4.35V时，专用集成电路DW01的OC脚输出信号控制关断，锂电池即刻停止充电；

2过放电保护 在放电过程中，当单体电池的输入电压降至2.3V时，DW01的OD脚输出信号控制关断，锂电池即刻停止充电；

3过电流保护、短路保护 图中CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制的MOS管导通压降剧增，CS脚电压迅速增加，DW01的输出信号使充放电控制、迅速关断。

4 无线充电部分[2]

本设计主要通过两个独立线圈直接的互感耦合实现电能的无线馈送，在以电磁感应方式实现无线电能传输的过程中，高频交流电由电能发射端生成。

UC3842输出端能输出最大电流达到1A 的驱动信号，因此可以直接驱动功率 MOS 管，采用 UC3843这种高性能固定频率电流模式控制器構成频率可调的多谐振荡器用于发射电路。

UC3843具备很多的特点。①成本低廉；②在典型应用中，外部电路简洁；③无须另加驱动电路；④控制谐振频率调节方式简单；⑤输出 PWM 波占空比可调；⑥自带电流检测功能，无须另加保护电路。基于UC3843的特点，可以简化以往繁复的无线电路设计。设计电路图如图3。

【参考文献】

[1]徐璇 曹会国 简易多功能太阳能手机充电系统的研究 科技信息 2013年 第19期 P39-P40

[2]潘丽 一种锂电池无线充电模块的设计 电子科技大学 2013（06）