12V 电瓶太阳能充电控制电路

3AG1

前天 1413399367 发了一个求助帖：

https://www.yleee.com.cn/thread-92455-1-1.html

想让我帮忙分析一下太阳能充电控制电路。

这是一个外国网站上的图：


1413399367 感觉电路充电后期NMOS可能不是工作在开关状态，而是处在线性区。
并且还有过充的可能。



这是我的回复：

你的判断应该是正确的。

他这个电路的关键零件是T2 ，也就是2SC1815 ，这个三极管在这种工作状态下，必须具有负阻特性，如果没有负阻特性，这个电路就不会振荡，后期场管就会处于线性状态。
根据我的经验，绝大部分小功率硅三极管没有负阻特性，只是相当于一个8V 多的稳压二极管。

3AG1

昨天想了想，感觉改进一下这个电路还是可以实现设计目标的。
今晚搭电路试验了一下，证实昨天的判断，电路确实存在问题，电瓶电压低时场管完全导通，接近充满时场管处于线性状态，不能实现开关脉冲充电。

下面是改进后的电路：


Q2 和Q3 的组合方式具有负阻特性，电路击穿后会完全导通，电容C1 放电完毕后又会重新截止，反复循环形成振荡。
后面的12V 电瓶我没有。用100欧功率电阻并联470uF 电容代替。

3AG1

调高输入电压后，场管由完全导通转为脉冲开关充电状态。


不接后面的负载电阻和电容，场管的GS 间电压波形：



场管导通和截止都很迅速，上下沿很陡峭。

3AG1

接上负载电阻和电容后的波形：




由于后面输出端存在大电容，场管导通瞬间有一个较大的充电电流，造成实验用的稳压电源进入限流状态，所以上升沿出现一个斜坡。

3AG1

R4 换成2M 电阻，对脉冲宽度没多大影响：

3AG1

C1 换成 0.47uF 后波形：




脉宽会变窄。

3AG1

2 楼电路里的D2 ，大电流充电时会发热，可以换成NMOS 场管来实现同样的功能。

3AG1

1413399367 想用1 楼电路改造一下，用于磷酸铁锂电池太阳能充电。

充电电流在1A以内吧。
我用的是太阳能板供电，受光照影响，电流可能只有几毫安，也可能达到几百毫安。限流应该不用加，强光下短路电流最大也就1A左右。不过电源电压会受电池电压影响，空载的话最高可以达到18V左右。
停止充电后，电池电压会有一个回落。我是打算让电池电压下降0.05V后继续开始充电。

昨天试验了一个电路，应该可以满足使用要求：



电路加上了少量正反馈，检测回差电压只有几个毫伏，AO3400 工作于开关状态。

3AG1

二极管D2 的电压降不是很稳定，与温度和通过的电流相关。

最好还是用场管做电池反向放电保护：

3AG1

调试时磷酸铁锂电池可以先用一个功率电阻代替，用可调稳压电源模拟太阳能电池板，让负载电阻上的电压达到3.6V ，再调VR1 使得场管截止，LED1 熄灭。