[发明专利]带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源

摘要

本发明涉及带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源，太阳能充电电源电路包括CPU、最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路；中央处理器CPU分别与最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路连接；最大功率跟踪单元采用太阳能最大功率跟踪控制算法，根据不同的光照情况，通过采样分析和智能计算，使太阳能电池始终处于最大功率输出状态，最大限度的利用太阳能；太阳能以化学能的方式储存在充电电源的内部电池，内部电池容量达12800mAh，用户通过输出接口电路得到USB口输出的+5V/2.1A充电电流，可同时供两个移动设备充电使用。

主权项

带有最大功率跟踪功能的太阳能充电电源，其特征在于，充电电源电路包括CPU、最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路；中央处理器CPU分别与最大功率跟踪电路、电池管理电路、升压电路和电量显示电路连接；   所述最大功率跟踪电路由锂电池充电管理芯片CN3065及其外围电路构成；   通过最大功率跟踪电路实现以下两个功能：一是追踪太阳能电池的最大输出功率；二是通过变换输出一个稳定的电压值，提供给充电电源内部电池蓄电；CPU通过接受锂电池充电管理芯片CN3065输入信号，经过CPU程序控制来开关器件(MOSFET)的脉冲信号，频率为80kHz，由CPU程序中算法模块进行太阳能最大功率跟踪控制运算，给出最终输出的脉冲信号；    所述电池管理电路由S‑8261ABMMD‑G3MT2G锂电保护芯片、RC振荡电路和开关管FS8205A构成；当充电电源对外放电的时候，由S‑8261ABMMD‑G3MT2G锂电保护芯片监控电池电压，电压低于门限电压的时候，关断放电MOS管，终止放电，保护电池不深度放电，从而延长电池使用寿命；   所述升压电路硬件由集成电路芯片SX1302、22uH电感、MOSFET及其驱动电路、二极管和反馈阻容器件构成；   通过调整输出脉冲宽度达到稳定输出5V电压的目的，设计输出电流达到2.1A；   所述CPU为8位单片机HT46F47E；   所述电量显示电路由发光二极管、限流电阻和IO口构成；电量显示电路中的IO口与CPU连接；   CPU程序包括前级输入端的太阳能最大功率跟踪程序和后级的省电模式输出程序；    太阳能电池的输出电压(U)和电流(I)随光照强度的变化呈现出非线性，而太阳能电池的输出功率P=U*I,在同样的光照情况下，输出电压较大的时候，输出电流就很小；输出电流较大的时候，输出电压就很小；    这两个模式下都不能够得到太阳能电池的输出最大功率(Pmax)，因此，需要CPU程序来控制太阳能电池的实际工作电压和电流，通过CPU的AD采样和计算，利用内部的硬件乘法器不断的做乘法运算，P(t)=U*I(t),通过调整输出占空比，使得微分dP(t)/dt=0，也就找到了最大功率点，并且维持这一占空比因数，使太阳能电池输出最大功率。