制作太阳能手机充电器电路

2017-03-16 69 0

工作原理:三极管 VT1 为开关电源管、它和 T1、R1、R3、C2 等组成自激式振荡电路。加上输入电源后,电流经启动电阻 R1 流向 VT1 基极、使 VT1 导通。VT1 导通后,变压器初级线圈 Np 加上输入直流电压,其集电极电流 Ic 在 Np 中线性增长,反馈线圈 Nb 产生 3 正 4 负的感应电压、使 VT1 得到基极为正、发射极为负的正反馈电压,此电压经 C2、R3 向 VT1 注入基极电流、使 VT1 集电极电流进一步增大,正反馈产生雪崩过程使 VT1 饱和导通。VT1 饱和导通期间 T1 通过初级线圈 Np 储存磁能。

与此同时感应电压给 C2 充电,随 C2 充电电压增高 VT1 基极电位逐渐变低,当 VT1 基极电流变化不能满足其继续饱和时 VT1 退出饱和区进入放大区。VT1 进入放大状态后其集电极电流由放大前最大值下降,在反馈线圈 Nb 产生 3 负 4 正的感应电压、使 VT1 基极电流减小、集电极电流随之减小,正反馈再次出现雪崩过程、VT1 迅速截止。VT1 截止后变压器 T1 储存的能量提供给负载,次级线圈 Ns 产生的 5 负 6 正的电压经二极管 VD1 整流滤波后,在 C3 上得到直流电压给手机电池充电。VT1 截止时直流供电输入电压和 Nb 感应的 3 负 4 正电压又经 R1、R3 给 C2 反向充电、逐渐提高 VT1 基极电位、使其重新导通再次翻转饱和,电路这样重复振荡下去。

R5、R6、VD2、VT2 等组成限压电路以保护电池不被过充电(此处以 3.6 V 手机电池为例、充电限制电压 4.2 V)。电池充电过程中电压逐渐上升,当充电电压大于 4.2 V 时经 R5、R6 分压后稳压二极管 VD2 开始导通、使 VT2 导通,VT2 的分流作用减小了 VT1 的基极电流、从而减小 VT1 集电极电流 Ic,达到限制输出电压作用,电路停止大电流充电、用小电流将电池电压维持在 4.2 V。

元器件选择和安装调试:VT1 要求 Icm>0.5 A、hFE 为 50~100,可用 2SC2500、2SC1008 等;VD1 为稳压值 3 V 的稳压二极管。高频变压器 T1 要自制、用 E16 铁氧体磁芯:Np 用 φ0.21 漆包线绕 26 匝、Nb 用 φ0.21 漆包线绕 8 匝、Ns 用 φ0.41 漆包线绕 15 匝,绕制时注意各线圈起始端不要搞错,以免电路不起振或输出电压不正常;组装时在两块磁芯间垫一层厚度约 0.03 mm 的塑料薄膜作磁芯气隙。

太阳能电池板使用 4 块面积 6 cm×6 cm 的硅太阳能电池板,其空载输出电压 4 V,工作电流 40 mA 时输出电压 3 V。因直流变换器工作效率随输入电压增高而增高,故 4 块太阳能电池板串联后使用、此时电路输入电压 12 V。读者可根据购到的太阳能电池板规格决定使用数量和联接方法。印刷电路板尺寸为 45×26 mm²。

安装完成后接上太阳能电池板并放在阳光下,空载时电路输出电压约 4.2 V;空载输出电压高于 4.2 V 时可适当减小 R5 阻值、反之增大。电路工作电流跟太阳光强弱有关,正常时约 40 mA,此时充电电流约 85 mA。

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