太陽能手機充電器原理及電路

太陽能電池在使用時由于太陽光的變化較大，其內(nèi)阻又比較高，因此輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電流也小，這就需要用一個直流變換電路變換電壓后供手機電池充電，直流變換電路見圖1，它是單管直流變換電路，采用單端反激式變換器電路的形式。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，高頻變壓器T1初級線圈NP的感應(yīng)電壓為1正2負(fù)，次級線圈Ns為5正6負(fù)，整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài)，這時高頻變壓器T1通過初級線圈Np儲存能量;當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，次級線圈Ns為5負(fù)6正，高頻變壓器T1中存儲的能量通過VD1整流和電容C3濾波后向負(fù)載輸出。

電路工作原理： 三極管VT1為開關(guān)電源管，它和T1、R1、R3、C2等組成自激式振蕩電路。加上輸入電源后，電流經(jīng)啟動電阻R1流向VT1的基極，使VT1導(dǎo)通。

VT1導(dǎo)通后，變壓器初級線圈Np就加上輸入直流電壓，其集電極電流Ic在Np中線性增長，反饋線圈Nb產(chǎn)生3正4負(fù)的感應(yīng)電壓，使VT1得到基極為正，發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓，此電壓經(jīng)C2、R3向VT1注入基極電流使VT1的集電極電流進一步增大，正反饋產(chǎn)生雪崩過程，使VT1飽和導(dǎo)通。在VT1飽和導(dǎo)通期間，T1通過初級線圈Np儲存磁能。

與此同時，感應(yīng)電壓給C2充電，隨著C2充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低，當(dāng)VT1的基極電流變化不能滿足其繼續(xù)飽和時，VT1 退出飽和區(qū)進入放大區(qū)。

VT1進入放大狀態(tài)后，其集電極電流由放大狀態(tài)前的最大值下降，在反饋線圈Nb產(chǎn)生3負(fù)4正的感應(yīng)電壓，使VT1基極電流減小，其集電極電流隨之減小，正反饋再一次出現(xiàn)雪崩過程，VT1迅速截止。

VT1截止后，變壓器T1儲存的能量提供給負(fù)載，次級線圈Ns產(chǎn)生的5負(fù)6正的電壓經(jīng)二極管VD1整流濾波后，在C3上得到直流電壓給手機電池充電。

在VT1截止時，直流供電輸人電壓和Nb感應(yīng)的3負(fù)4正的電壓又經(jīng)R1、R3給C2反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通，再次翻轉(zhuǎn)達到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復(fù)振蕩下去。

R5、R6、VD2、VT2等組成限壓電路，以保護電池不被過充電，這里以3.6V手機電池為例，其充電限制電壓為4.2V。在電池的充電過程中，電池電壓逐漸上升，當(dāng)充電電壓大于4.2V時，經(jīng)R5、R6分壓后穩(wěn)壓二極管VD2開始導(dǎo)通，使VT2導(dǎo)通，VT2的分流作用減小了VT1的基極電流，從而減小了VT1的集電極電流Ic，達到了限制輸出電壓的作用。這時電路停止了對電池的大電流充電，用小電流將電池的電壓維持在4.2V。