太阳能电池因太阳光变化大、内阻较高而输出电压不稳定、输出电流小,需用直流变换电路变换电压后供手机电池充电。本充电器采用单端反激式变换器。
工作原理
当开关管VT1导通时,高频变压器T1初级线圈NP感应电压为1正2负、次级Ns为5正6负、整流二极管VD1截止,T1通过初级储能;VT1截止时Ns为5负6正,T1存储的能量经VD1整流、C3滤波后向负载输出。
VT1与T1、R1、R3、C2组成自激振荡电路:加入输入电源后电流经启动电阻R1流向VT1基极使其导通;初级加输入直流电压、集电极电流Ic在Np线性增长,反馈线圈Nb产生3正4负感应电压使VT1基积分正反馈而饱和。饱和期间T1经初级存储磁能,同时感应电压给C2充电,随C2充电增高VT1基极电位降低、其退出饱和进入放大;放大后集电极电流下降、Nb感应变为3负4正,使基极电流减小、产生雪崩、VT1迅速截止。VT1截止后次级Ns产生5负6正电压经VD1整流滤波在C3上形成直流给电池充电;同时直流输入与Nb的3负4正感应电压又经R1、R3给C2反向充电、提高VT1基极电位使其重新导通,如此反复振荡。
R5、R6、VD2、VT2组成限压电路保护电池防过充。以3.6 V电池为例充电限制电压4.2 V:充电过程电池电压上升,充电电压大于4.2 V时经R5、R6分压使稳压管VD2导通、VT2导通,VT2分流使VT1基极电流减小、集电极电流Ic减小,限制输出电压;此时以小电流维持电池在4.2 V。
元件选择与调试
VT1要求Icm>0.5 A、hEF 50~100,可用2SC2500、2SC1008;VD1为3 V稳压值。高频变压器T1自制:E16铁氧体磁芯,Np用φ0.21漆包线绕26匝、Nb用φ0.21绕8匝、Ns用φ0.41绕15匝,注意起始端勿弄错,磁芯间隙垫约0.03 mm塑料薄膜。太阳能电池板用4块6 cm×6 cm(空载4 V、工作40 mA/3 V),因变换器效率随输入电压增高而增高,故4块串联使用使输入约12 V。制好后阳光下空载输出电压约4.2 V,偏高可减小R5、偏低增加R5;工作电流约40 mA、充电电流约85 mA。

