李晓帆

（湖南怀化学院 物信系，湖南 怀化418008）

太阳能是一种便捷、环保、可再生的新能源。太阳能电池将光能转换成电能，其等效电路如图1所示。

太阳能电池输出电压电流I-V方程为[1]：

其中I为PN结的电流，I0为反向饱和电流，V为外加电压，q为电子电荷(1.6×10-19C)，K为玻尔兹曼常数(1.38×10-23J/K)，T为绝对温度，A为二极管因子（取值范围 1～5）。

太阳能电池电压电流为非线性的，日照条件不变的情况下，太阳能电池输出存在一个最大功率点，即在该点输出电压和输出电流下，能够将太阳能最大程度地转化为充电电能。目前所采用的方法是在太阳能电池阵列和负载之间增加一个DC-DC变换器，通过改变DC-DC变换器中功率开关管的导通率，使太阳能电池工作在最大功率点（MPPT），实现最大功率点跟踪。

本设计从充分利用太阳能的转换能量角度，选用SPV1040 DC-DC转换芯片，跟踪最大功率点，提高太阳能的转换效率；考虑到太阳能电池输出电压的变化范围以及锂电池的充电安全和充电器的自身工作状况，选用L6924D电源管理芯片，设计出以SPV1040和L6924D为主要芯片的太阳能锂电池充电器。

1 芯片介绍

1.1 SPV1040的结构与工作原理

SPV1040是ST公司生产的太阳能充电器 IC[2]，内置采用扰动观察法（Perturb&Observe algorithm）的 MPPT算法，可动态调整充电器的输入阻抗，确保充电器输入阻抗与太阳能电池完全匹配，最大限度地提高从充电器到电池的能量输送效率和系统的整体能效。温度、老化、灰尘等引起太阳能电池变化所造成的不匹配问题，都可通过MPPT技术加以解决，从而提高系统的能量转换效率。……