太陽能充電器的工作原理

太陽能充電器的電路如圖10-1所示，它由太陽能電池板BP、“儲(chǔ)電”用鋰聚合物電池G和直流5V升壓模塊A等組成。

當(dāng)太陽光照射到太陽能電池板BP上時(shí)，BP表面即發(fā)生光伏效應(yīng)，其兩端輸出一定功率的電能，通過隔離二極管VD1后，給鋰聚合物電池G充電。這里設(shè)置G的作用是“儲(chǔ)存”BP所產(chǎn)生的電能，如同“蓄水池”功能一般，既可在向手機(jī)等用電器具充電時(shí)穩(wěn)定輸出電壓、提高輸出電流，又可在無光照情況下提供應(yīng)急充電。

由于G的標(biāo)稱電壓是3.7V，即使充滿電后最高電壓也就4.2V，并不能直接輸出所需要的5V穩(wěn)定直流電進(jìn)行對(duì)外充電，所以電路中必不可少地采用了一個(gè)直流5V升壓模塊。閉合充電開關(guān)SA，作為充電指示燈的發(fā)光二極管VD2點(diǎn)亮;與此同時(shí)，鋰聚合物電池G（包括太陽能電池板BP）輸出的直流電，經(jīng)5V升壓模塊處理后，通過標(biāo)準(zhǔn)USB電源插口輸出穩(wěn)定的直流5V電壓，可對(duì)手機(jī)等用電器具進(jìn)行充電。

電路中，VD1作為隔離二極管，其作用是防止鋰聚合物電池G對(duì)太陽能電池板BP反向放電（無光照時(shí)）。由于VD1采用了管壓降僅為0.2V（實(shí)測(cè)）的肖特基二極管，故可有效降低對(duì)太陽能電池板BP輸出電壓的折損。R為發(fā)光二極管VD2的限流電阻器，其阻值大小影響VD2的發(fā)光亮度。

準(zhǔn)備好元器件

BP選用開路電壓6～8V、短路電流達(dá)140mA、外形尺寸是100mm×70mm×3mm的多晶硅太陽能電池板（如用價(jià)格高些的單晶硅太陽能電池板，則效果更佳）。該產(chǎn)品的背面焊引有兩根塑料軟電線，其中紅色為電池的正極（+）引線，黑色為電池的負(fù)極（——）引線。

太陽能電池板的功率輸出能力與其面積大小密切相關(guān)，面積越大，在相同光照條件下的輸出功率也越大。業(yè)余條件下，通過測(cè)試太陽能電池板的開路電壓和短路電流這兩項(xiàng)指標(biāo)，可以大致判定其性能優(yōu)劣，具體的方法見圖1-5及其相關(guān)文字介紹，這里不再重述。

A選用輸入電壓是1.2～4.5V、輸出電壓是5V、輸出電流≥600mA的普通直流升壓模塊，如H993、BO-0305型等?，F(xiàn)在電子元器件市場(chǎng)上這類直流升壓模塊品種很多，筆者使用的是從淘寶網(wǎng)購來的單價(jià)僅7元的直流升壓模塊。

VD1用1N5817（最高反向峰值電壓URM=20V，最大整流電流IFM=1A，最大正向壓降UFM=0.45V）或1N5818、1N5819型肖特基二極管;VD2宜用φ3mm或φ5mm普通紅色發(fā)光二極管。R用RTX-1/8W型碳膜電阻器，標(biāo)稱阻值取3kΩ。

SA可用小型CKB-1型單刀雙擲撥動(dòng)開關(guān)（僅用其中一擲）。XS選用標(biāo)準(zhǔn)的USB插口。G用標(biāo)稱電壓3.7V、容量≥2600mAh的鋰聚合物電池。

太陽能充電器制作與使用

整個(gè)太陽能充電器的電路全部焊裝在一個(gè)尺寸約為110mm×75mm×15mm的塑料小盒內(nèi)，如圖10-2所示。盒面板為太陽能電池板BP開出感光窗口，盒側(cè)面適當(dāng)位置處分別為發(fā)光二極管VD2開出管帽伸出孔、為USB插口和充電開關(guān)SA開出安裝孔。盒內(nèi)元器件和模塊全部采用熱熔膠進(jìn)行粘固，熱熔膠可用電烙鐵加熱熱熔膠棒的簡(jiǎn)便方法獲取。各元器件和模塊之間通過各自的引腳、引線和適當(dāng)長度的細(xì)電線，按照?qǐng)D10-1所示的電路圖正確焊接，根本不需制作印制電路板，組裝起來很簡(jiǎn)便。

裝配好的太陽能充電器，只要元器件及模塊質(zhì)量保證，焊接無問題，無需任何調(diào)試，便可投入使用。

將太陽能充電器置于陽光下，要求太陽光線盡可能地直射到太陽能電池板BP上，即開始對(duì)內(nèi)部鋰聚合物電池G充電。一般在陽光充足的情況下，給鋰聚合物電池G充滿電量，理論上需要超過18h的光照，因此用2～3個(gè)陽光日就可以充滿電。這一狀態(tài)下，還可閉合充電開關(guān)SA，通過USB插口及外接適配傳輸線，對(duì)手機(jī)等用電器具同時(shí)進(jìn)行充電。由于太陽能電池板BP所提供的充電電流較?。ā?40mA），加上鋰聚合物電池G充滿電后充電電流將會(huì)變得更小一些等因素，某種意義上可視為涓流充電，所以不必顧忌鋰聚合物電池G會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的過度充電現(xiàn)象。

對(duì)于鋰聚合物電池G充滿電的太陽能充電器，可在旅游、出差、野外活動(dòng)時(shí)隨身攜帶，一旦手機(jī)電量不足，在無條件用市電充電或電網(wǎng)停電的情況下，可及時(shí)通過手機(jī)的USB充電線（一端為USB插頭，另一端為與手機(jī)充電端口相匹配的插頭），給手機(jī)補(bǔ)充電。當(dāng)接好傳輸線，閉合充電開關(guān)SA后，手機(jī)顯示屏即會(huì)顯示充電開始。

除了為手機(jī)充電，該太陽能充電器也適合為充電電壓是5V的大多數(shù)移動(dòng)數(shù)碼設(shè)備充電，如數(shù)碼照相機(jī)、mp3播放器、mp4播放器、游戲機(jī)、電子書、USB臺(tái)燈、單片機(jī)……真可謂出門必備、攜帶方便的綠色環(huán)保型“萬能”隨身充電器。