PCB项目分享：太阳能充电控制器PCB设计分享，PCB设计文件+工作原理
PCB 电路项目案例发布于 • 阅读量 3772
百芯EMA-国内DFM分析工具 :PCB/PCBA 3D仿真+BOM物料管理+PCB/PCBA DFM 可制造性分析
今天给大家分享的是：PCB 项目--使用 LT3652 的 MPPT 太阳能充电控制器。（附加项目原理图+项目资料（Gerber )文件）
几乎每个基于太阳能的系统都有一个与之相关的电池，该电池必须要从太阳能中充电，来自电池的能量用于驱动负载。但要使用太阳能电池板为电池充电，比较好的选择是MPPT 或最大功率点跟踪器拓扑，比起 PWM 控制充电器，这个有更好的精度。
一、MPPT 太阳能充电控制器工作原理
MPPT 是太阳能充电器中常用的一种算法，充电控制器测量电池板的输出电压和电池电压，通过获取这两个数据，将它们进行比较，以确定电池板可以提供最佳功率来为电池充电。
在任何情况下，无论是阳光条件好还是差，MPPT 充电控制器都会使用这个最大功率输出因数，并将其转换为电池的最佳充电电压和电流。每当太阳能电池板的功率输出下降时，电池充电电流也会降低。
因此，在阳光不足的情况下，电池会根据太阳能电池板的输出持续充电。普通太阳能充电器通常不会出现这种情况。因为每个太阳能电池板都带有最大输出电流额定值和短路额定值。
MPPT 在转换中的效率约为 90%-95%。然后效率也取决于太阳能驱动器温度、电池温度、太阳能电池板质量和转换效率。
在这个项目，为锂电池构建一个太阳能 MPPT充电器。
二、设计 MPPT 充电器
- 将为 2P2S 电池充电（6.4-8.4V）
- 充电电流为 600mA
- 将有一个使用适配器的额外充电选项
三、构建 MPPT 控制器所需的元器件清单
- LT3652 驱动器
- 1N5819 - 3 个
- 10k 锅
- 10uF 电容 - 2 个
- 绿色 LED
- 橙色 LED
- 220k 电阻
- 330k 电阻
- 200k 电阻
- 68uH 电感
- 1uF 电容
- 100 uF 电容 - 2 个
- 电池 - 7.4V
- 1k 电阻 2 个
- 筒形插座
构建 MPPT 控制器所需的元器件清单
四、MPPT 太阳能充电器电路图
完整的太阳能充电控制器电路如下图所示：
该电路使用 LT3652，是一款完整的单片降压型电池充电器，可在 4.95V 至 32V 的输入电压范围内工作。因此，太阳能和适配器的最大输入范围为 4.95V 至 32V。
LT3652 提供了恒定电流/恒定电压充电特性，可以通过电流检测电阻进行编程，以获得最大 2A 的充电电流。
MPPT 太阳能充电器电路图
输出部分：充电器采用 3.3V 浮动电压反馈基准，因此可以使用电阻分压器对高达 14.4V 的任何所需电池浮动电压进行编程。
LT3652 还包含一个使用一个简单电容的可编程安全定时器，它用于在达到所需时间后终止充电，检测电池故障很有用。
LT3652 需要 MPPT 设置，其中一个电位器可用于设置 MPPT 点。当 LT3652 使用太阳能电池板供电时，输入调节环路用于将电池板保持在峰值输出功率。怎么维持调节取决于 MPPT 设置电位器。
五、MPPT 太阳能充电器数值设置
1、电池电压设置
VR1 用于设置MPPT 点，R2、R3、R4用于设置2S 电池充电电压（8.4V），设置电池电压的公式如下：
RFB1 = (VBAT(FLT) • 2.5 • 10 5 )/3.3
RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 10 5 ))/(RFB1 - (2.5 • 10 5 ))（设置电池电压公式）
2、计时器设置
电容 C2 用于设置充电定时器，可以使用以下公式设置计时器：
tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 6 （以小时计）（设置计时器）
D3 和 C3 是升压二极管和升压电容，用来驱动内部开关并促进开关晶体管的饱和。升压引脚的工作电压范围为 0V 至 8.5V。
3、充电电流设置
R5 和 R6 是并联的电流检测电阻，充电电流可以使用以下公式计算 ：
RSENSE = 0.1/ICHG(MAX)（设置充电电流）
原理图中的电流检测电阻选择 0.5 Ω和 0.22 Ω，并联产生 0.15 Ω。使用上述公式，它将产生几乎 0.66A 的充电电流，C4、C5 和 C6 是输出滤波电容。
DC 筒形插孔的连接方式：如果将适配器插孔插入适配器插座，太阳能电池板将断开连接。D1 将保护太阳能电池板或适配器在无充电条件下免受反向电流流动。
六、太阳能充电控制器 PCB 设计
关于太阳能充电控制器PCB设计项目资料，欢迎点击以下链接： 太阳能充电控制器PCB电路Gerber文件
对于上面讨论的 MMPT电路，设计了 MPPT 充电器控制器 3D PCB 图 ，具体如下图所示：
MPPT 充电器控制器 3D PCB 图
该设计具有 GND 铜平面以及适当的连接过孔，LT3652 需要足够的 PCB 散热器，这是使用 GND 铜平面并将通孔放置在焊接平面中创建的。
MPPT 充电器控制器 3D PCB 正面图
MPPT 充电器控制器 3D PCB 背面图
MPPT 充电器控制器 3D PCB 分层浏览图
七、组装 MPPT 太阳能充电控制器
MPPT 充电器控制器 PCB 实物图如下图所示：
MPPT 充电器控制器 PCB 实物图
MPPT 充电器控制器成品图
八、测试 MPPT 太阳能充电器
为了测试电路，使用了额定值为 18V .56A 的太阳能电池板。下图是太阳能电池板的详细规格。
太阳能电池板的详细规格
使用 2P2S 电池（8.4V 4000mAH）电池进行充电，完整的电路在温和的阳光条件下进行了测试——
测试 MPPT 太阳能充电器
连接好所有东西后，当太阳条件合适时设置 MPPT，并控制电位器，直到充电 LED 开始发光，电路工作十分顺畅。
以上就是关于使用 LT3652 的 MPPT 太阳能充电控制器 ，希望大家多多支持。
关于更多PCB设计电路项目，欢迎阅读以下文章：
