2011年7月25日第28卷第4期
文章编号：1009-3664(2011)04-0029-04
通信电源改术 Telecom Power Technology
Jul, 25,2011,Vol.28 No.4
穿设计应用
超级电容-铅酸蓄电池混合储能的太阳能充电器
林建南，郭霞宁，刘祖陷
（华侨大学信息科学与工程学院，福建泉州362021）
摘要：独立型太阳能照明系统存在铝酸蓄电池使用寿命短且弱光条件下系统充电能力不足的缺点，为了改进系统性能，文中设计了基于超级电容-铝酸蓄电池混含储能的太阳能充电器，采用UC3909智能管理芯片实现对铝酸蓄电池具有温度补偿功能的的四阶投充电管理；并利用超级电容器组及升降压转换电露实现弱光完电功能，优化钻酸蓄电池充放电过程，提高系统效率及稳定性。
关键调：超级电容器；混合储能；UC3909；温度补偿
中图分类号：TP273
文献标识码：B
ThePhotovoltaic Charger Based on Supercapacitor -Lead Acid Battery
Hybrid Energy Storage
LIN Jian-nan, GUO Zhen-ning, LIU Zhu-long
(College of Information Science and Engineering, Huaqiao University, Quanzhou 362021, China)
Abstract; The stand-alone photovoltaic lighting system has some shortcomings such as lead acid storage battery's short-life and the insufficiency of system charging ability. To improve the systemrs performance, this paper designs a solar charger based on supercapacitor-lead acid storage batterys hybrid energy storage, then realizes lead acid storage batterys four -stage charging management as well as temperature compensation by using UC3909 chip, Meanwhile, using superca-pacitors and buck-boost conversion circuit to actualize low-light charge, optimizes lead-acid battery charge and discharge process and improves the system efficiency and stability.
Key words: supercapacitor; hybrid energy storage; UC3909; temperature compensation
0引言
近年来随着能源短缺问题日益突出，太阳能、风能等新型无污染的替代能源应用日益受到重视。独立型太阳能照明系统因其结构简单、无需铺设电缆，且搭建、携带较为方便等特点在照明领域有着广泛应用前景。但目前急需解决的有铅酸蓄电池使用寿命较短及系统在弱光条件下充电能力不足这两大问题。系统储能元件铅酸蓄电池设计寿命约三年，但由于充电方式、存储方式以及人为等诸多因素的影响导致其使用寿命过短，需要经常更换，不仅加大了使用成本也影响了系统的稳定性。另外大部分已使用的系统在弱光条件下充电能力不足，导致系统太阳能板利用率不高；传统提高弱光充电能力的方法是采用组态优化控制来实现，即根据外界光照强弱采用继电器控制太阳能板组件按照串联或并联等不同的组合方式给蓄电池充电，确保太阳能板组件输出电压始终达到设定充电电压[2]。这种方
基金项目：福建省科技计划重点项目（2009H0034)；厦门市科技计划重点项局（3502720093033)；泉州市科技计划重点项目
(2008G7)；福建省自然科学基金项目（2010J01338）。收稿日期：2011-02-21
作者简介：林建南(1978-)，男，硕士，主要从事丰导体光电熙明技术研究。
郭震宁(1958-)，男，教投，主要从事率导体发光器件及其光学
设计与应用研究。万方数据
法虽然可以实现弱光充电，但在组态变化的瞬间，电路输出电压波动较大，影响系统稳定性。此外，由于采用继电器控制，继电器的机械开关触点在工作较长时间后容易磨损失灵甚至引起误操作。为了有效提高系统弱光充电能力，本文采用超级电容器组及升降压电路来实现弱光条件下有效充电，并采用UC3909实现对胶体密封铅酸幕电池智能化充电管理，延长器电池使用寿命。
铅酸蓄电池充电特性
铅酸蓄电池的充电特性是由其最大接受充电能力来体现，是在保证器电池析气率较低、温升较低时所能承受的最大充电电流。其充电特性曲线方程式为
I=loe
(1)
式中，I为充电电流；I。为初始最大充电电流；α为最大接受力比；t.为充电时间3。
在实际的电池充电管理过程中，要使蓄电池的充电过程完全吻合该充电特性曲线存在较大困难(3)。因此本着提高充电效率、保障蓄电池使用寿命、实现合理有效充电的原则，参考充电特性曲线，采用智能控制芯片UC3909实现对胶体密封铅酸蓄电池分段充放电控制管理。
基于UC3909控制器的四阶段充电 2
自前独立型太阳能照明系统中蓄电池充电控制器
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