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太陽能電池板的輸出電壓會隨著光照的變化而變化不恆定，在陽光下可以測到9V電壓1.5A的電流，那麼該電池板的最大輸出電壓估計在9-12V左右。從9-12V降壓到DC5V1A，有很多降壓芯片可以用，比如7805系列，這類LDO的芯片轉化效率不高是個很大的缺點，而且7805是靠壓差來工作的，輸入至少高於6.5V才能穩定的輸出5V。所以本方案不採用7805，推薦一款比較高效、寬壓的降壓方案，芯片為XL1410。

用XL1410實現轉5V1A的方案

XL1410的輸入電壓範圍為DC(3.6-18)V,輸出電流最大2A，完全可以滿足該題目的應用，外設電路也不復雜，電路原理圖如下圖所示。

該芯片的參考電壓為1.22V，輸出電壓通過電阻可調，上圖中輸出電壓的計算公式為：

Vout=1.22×(1+R2/R1)

圖中設計的R2電阻的阻值為3.1K，R1的阻值為1K，帶入上述計算公式得出Vout=5.002V，可以滿足本題目的要求。該芯片的轉換效率可達89%，效率比較高。實物模塊圖如下所示。

由於該芯片的輸入電壓比較寬，只要輸入電壓高於3.6V即可穩定輸出設定的電壓，所以提高了太陽能電池板的利用效率。芯片封裝為SOP8，如下圖所示。

玩轉嵌入式

用太陽能光伏板當作充電糸統電源的最大問題是電壓不穩定。因為受一天中太陽光照角度變化的影響，電池板的輸出電壓會在0到最大值之間不斷變化。

題主講的9V電壓應該是正午時分日照最好時太陽能電池板的峰值輸出電壓。在其它時間隨著日照角度的傾斜，輸出電壓會急劇下降。因此要保證輸出電壓能維持在5V附近，我們選擇了LM2596作為DC一DC降壓模塊。
首先把相關器件按下圖所示連接好，調整模塊上的調壓電位器，使輸出電壓定為5V，以滿足鋰電充電板對輸λ電壓的需求。

這樣在
電池板輸出6～9V（因模塊本身會有一伏多的壓降）範圍內都可正常為鋰電池充電。

如果想再提高太陽能的利用率，可在電池板和LM2596之間再加入XL6009升壓模塊，並且把輸出電壓調至12～15V，這樣就可把電池板4V以上的電能全部得到利用。雖然多一次轉換會增加10%左右的能量損失，但糸統總效率還是提升不少。

關鍵字: 電壓 科學 數碼