自制简单的太阳能充电器

太阳能充电器的工作原理

太阳能充电器的电路如图10-1所示，它由太阳能电池板BP、“储电”用锂聚合物电池G和直流5V升压模块A等组成。

当太阳光照射到太阳能电池板BP上时，BP表面即发生光伏效应，其两端输出一定功率的电能，通过隔离二极管VD1后，给锂聚合物电池G充电。这里设置G的作用是“储存”BP所产生的电能，如同“蓄水池”功能一般，既可在向手机等用电器具充电时稳定输出电压、提高输出电流，又可在无光照情况下提供应急充电。

由于G的标称电压是3.7V，即使充满电后最高电压也就4.2V，并不能直接输出所需要的5V稳定直流电进行对外充电，所以电路中必不可少地采用了一个直流5V升压模块。闭合充电开关SA，作为充电指示灯的发光二极管VD2点亮;与此同时，锂聚合物电池G（包括太阳能电池板BP）输出的直流电，经5V升压模块处理后，通过标准USB电源插口输出稳定的直流5V电压，可对手机等用电器具进行充电。

电路中，VD1作为隔离二极管，其作用是防止锂聚合物电池G对太阳能电池板BP反向放电（无光照时）。由于VD1采用了管压降仅为0.2V（实测）的肖特基二极管，故可有效降低对太阳能电池板BP输出电压的折损。R为发光二极管VD2的限流电阻器，其阻值大小影响VD2的发光亮度。

准备好元器件

BP选用开路电压6～8V、短路电流达140mA、外形尺寸是100mm×70mm×3mm的多晶硅太阳能电池板（如用价格高些的单晶硅太阳能电池板，则效果更佳）。该产品的背面焊引有两根塑料软电线，其中红色为电池的正极（+）引线，黑色为电池的负极（——）引线。

太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输出功率也越大。业余条件下，通过测试太阳能电池板的开路电压和短路电流这两项指标，可以大致判定其性能优劣，具体的方法见图1-5及其相关文字介绍，这里不再重述。

A选用输入电压是1.2～4.5V、输出电压是5V、输出电流≥600mA的普通直流升压模块，如H993、BO-0305型等。现在电子元器件市场上这类直流升压模块品种很多，笔者使用的是从淘宝网购来的单价仅7元的直流升压模块。

VD1用1N5817（最高反向峰值电压URM=20V，最大整流电流IFM=1A，最大正向压降UFM=0.45V）或1N5818、1N5819型肖特基二极管;VD2宜用φ3mm或φ5mm普通红色发光二极管。R用RTX-1/8W型碳膜电阻器，标称阻值取3kΩ。

SA可用小型CKB-1型单刀双掷拨动开关（仅用其中一掷）。XS选用标准的USB插口。G用标称电压3.7V、容量≥2600mAh的锂聚合物电池。

太阳能充电器制作与使用

整个太阳能充电器的电路全部焊装在一个尺寸约为110mm×75mm×15mm的塑料小盒内，如图10-2所示。盒面板为太阳能电池板BP开出感光窗口，盒侧面适当位置处分别为发光二极管VD2开出管帽伸出孔、为USB插口和充电开关SA开出安装孔。盒内元器件和模块全部采用热熔胶进行粘固，热熔胶可用电烙铁加热热熔胶棒的简便方法获取。各元器件和模块之间通过各自的引脚、引线和适当长度的细电线，按照图10-1所示的电路图正确焊接，根本不需制作印制电路板，组装起来很简便。

装配好的太阳能充电器，只要元器件及模块质量保证，焊接无问题，无需任何调试，便可投入使用。

将太阳能充电器置于阳光下，要求太阳光线尽可能地直射到太阳能电池板BP上，即开始对内部锂聚合物电池G充电。一般在阳光充足的情况下，给锂聚合物电池G充满电量，理论上需要超过18h的光照，因此用2～3个阳光日就可以充满电。这一状态下，还可闭合充电开关SA，通过USB插口及外接适配传输线，对手机等用电器具同时进行充电。由于太阳能电池板BP所提供的充电电流较小（≤140mA），加上锂聚合物电池G充满电后充电电流将会变得更小一些等因素，某种意义上可视为涓流充电，所以不必顾忌锂聚合物电池G会发生严重的过度充电现象。

对于锂聚合物电池G充满电的太阳能充电器，可在旅游、出差、野外活动时随身携带，一旦手机电量不足，在无条件用市电充电或电网停电的情况下，可及时通过手机的USB充电线（一端为USB插头，另一端为与手机充电端口相匹配的插头），给手机补充电。当接好传输线，闭合充电开关SA后，手机显示屏即会显示充电开始。

除了为手机充电，该太阳能充电器也适合为充电电压是5V的大多数移动数码设备充电，如数码照相机、mp3播放器、mp4播放器、游戏机、电子书、USB台灯、单片机……真可谓出门必备、携带方便的绿色环保型“万能”随身充电器。