为太阳能灯供电的低损耗电路的设计

图1所示太阳能灯电路是一种低损耗电路，使用一只7W四引脚CFL(小型荧光灯)和一块12V、7-Ahr密封免维护电池。逆变器的效率大于85%，静态电流小于2mA。它有一个带电池过放电保护功能和过充电保护功能的并联充电控制器。低静态电流、过放电保护功能和过充电保护功能三者确保电池使用寿命很长。逆变器的预热功能可以避免CFL两端变黑，从而延长其使用寿命。这一电路可在农村地区用作一种可靠小巧的便携式光源，在城市用作应急灯系统。并联充电控制器电路包括IC1(低电流2.5V电压基准源LM385)和IC2(LM324比较器)。配有电阻R1 ~ R8和三极管Q1的IC2A可防止电池过放电。

当电池电压低于10.8V时，该电路切断负载(逆变器和灯管)，从而防止电池过放电。在无负载状况下，电池放电后的电压约为12.2V，因此，为防止出现振荡现象，电路提供的过放电复位电压为12.3V。红发光二极管LED1指示低电压状态。配有电阻R9 ~ R14和三极管Q2的IC2B可防止电池过充电。当电池电压超过14.8V时，Q2导通，并使太阳能电池阵列旁流，从而防止电池过充电。当电池电压低于12.5V时，Q2截止，太阳能板电池阵列对电池进行充电。D2为一支反向阻隔二极管。它能防电池在太阳能电池不产生电能时对太阳能电池放电。黄发光二极管LED2指示电池充满电。绿发光二极管LED3与IC2c和电阻R15 ~ R20一起，提供充电指示。

表1、2、3列出了电路中磁性元件的铁心与绕组的数据。逆变器使用一个以MOSFET管为开关器件的D类推挽外驱动电路，IC3(SG3524)驱动这一逆变器。外驱动结构可以在各种环境下确保电路无故障起动。

开关频率约为26kHz。Q6与电阻R29、R30、R31和电容C10一起构成预热电路。除12V、7-Ahr密封免维护电池外，电路还使用了一块10W、12V的单晶硅太阳能电池板。对一块充满电的电池来说，有记录的备用时间大约是8～10个小时，使用7W四脚荧光灯的光输出为370流明。