為了保證安全生產，需要對很多設備進行在線監(jiān)測,，如電力系統(tǒng)的輸電線路,，輸電桿塔等,。但是，由于這些設備安裝在野外,，監(jiān)測裝置不能采用市電進行供電,，供電問題成為一個難題。太陽能電是發(fā)展最為迅速的一種綠色能源,，太陽能作為清潔的可再生能源,，越來越受到人們的重視，利用太陽能對這些監(jiān)測裝置進行供電,，是一種行之有效的辦法。
本文設計的太陽能供電電源,，由光伏電池,、鋰電池、鋰電池充電管理單元,、超級電容器組成,。在陽光充足的情況下，利用太陽能對鋰電池進行充電,，并輸出穩(wěn)定電壓,，向用電裝置供電；當陽光不足或陰雨天氣時,，利用鋰電池作為后備電源向用電裝置供電,；同時，采用超級電容器,，利用其功率密度大的特點,，使電源的負載適應能力(尤其是大功率脈動負載)有較大的提高。
1 BQ24200的主要特點
BQ24200是用于限流應用的單節(jié)鋰粒子電池充電管理芯片,。其對鋰電池進行充電,，如果電池電壓低于內部低電壓閥值時，首先是預充電階段,，采取涓流充電方式對電池進行充電,，這樣可修復深度放電的電池；預充電結束后,，在內部限制的電流以下,，以最大電流對電池進行充電，直到電池充電到期望的電壓值充電過程結束,。
B024200的基本特征和參數(shù)哺如下：
1)特別的設計使其具有電流限制功能,；
2)充電時，需要很低的電壓降落,，適合于需要低電壓降落的焦炭和石墨電極單節(jié)鋰離子電池充電設計,；
3)內部集成500 mA功率晶體管,；
4)內部電壓調整精度為0．5％；
5)電池插入和移除檢測,；
6)具有預充電功能,；
7)輸入電壓低時自動進入睡眠模式；
8)具有充電狀態(tài)指示或用于主機狀態(tài)檢測接口指示,；
9)帶有溫度監(jiān)測功能,。
2 BQ24200的內部結構和引腳功能
BQ24200的內部結構如圖1所示。
引腳功能：
IN：連接到內部P溝道功率晶體管源極,。
OUT：連接到內部P溝道功率晶體管漏極,。
BAT(Battery voltage sense)：電池電壓傳感器輸入，連接到電池的正極,。
TS(Temperature sense input)：外部電池溫度監(jiān)測回路輸入,。
STAT(Charge status output)：不同充電狀態(tài)指示。
VCC(Supply voltage input)：電源輸入,。
3 電源的總體設計
本系統(tǒng)用太陽能電池將太陽能轉換成直流電后,，經充電電路存儲到蓄電池，再經過放電電路,，按不同的供電要求供給不同的直流負載,。
電源的總體設計包括：太陽能電池供電電路、鋰電池,、鋰電池充電管理單元,、超級電容器。其電路如圖2所示,。
3．1 太陽能電池板及鋰電池
太陽能電池板在使用中必須注意兩個主要問題：一是功率的選取,，另一個是電壓的選取。BQ24200的工作電壓為：最低門檻電壓214 V,，最高工作電壓是16．5 V,。太陽能電池板的輸出電壓一定要滿足B024200的工作電壓范圍，以免對其造成損壞,。根據(jù)需要,，可選取額定輸出電壓為9 V，開路電壓為10．8 V的太陽能電池板進行供電,。太陽能電池輸出功率Wp是標準太陽光照條件下,，即：歐洲委員會定義的101標準，輻
射強度1 000 W／m2,，大氣質量AM1．5,，電池溫度25℃條件下，太陽能電池的輸出功率,。由于不同地區(qū)的日照時問和太陽照射角度不同,，需要根據(jù)應用的區(qū)域選取合適的容量,。
蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則：首先在能夠滿足夜晚裝置工作的前提下，把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲下來,，同時還要能夠存儲滿足連續(xù)陰雨天用電裝置連續(xù)工作的電能,。蓄電池容量過小不能夠滿足裝置連續(xù)工作的需要；蓄電池容量過大,，一方面蓄電池始終處在虧電狀態(tài),，影響蓄電池壽命，同時造成浪費,。
3．2 溫度限制
通過監(jiān)測引腳TS對地的電壓,，實現(xiàn)對電池溫度的實時監(jiān)測。TS引腳的電壓由熱敏電阻RT1,、RT2和Vcc來產生,；根據(jù)TS引腳電平的高低，對電池的充電進行高低溫保護,。TS引腳上的電平在其內部電壓VTS1和VTS2之間時，BQ24200對電池充電,，否則,，充電停止。
熱敏電阻的選取方法如下：
對于負溫度系數(shù)的熱敏電阻：
對于正溫度系數(shù)的熱敏電阻：
其中：RTc是熱敏電阻低溫時的電阻值,；RTH是熱敏電阻高溫時的電阻值,。
3．3 超級電容器
超級電容器是介于傳統(tǒng)蓄電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間的新概念能量儲存器件。與傳統(tǒng)電容器相比,，它具有較大的容量,、較高的能量、較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命,。
與傳統(tǒng)蓄電池相比,，超級電容器具有更大的功率密度(10倍以上)，充電時間短,，釋放能量速度快,、循環(huán)壽命長、對環(huán)境無污染等特點,。本電源電路設計中加入了超級電容器,，解決了瞬間大功率供電問題，電路簡單可靠,，無需維護,。
4 結束語
本文對鋰電池充電管理芯片BQ24200的主要特性、內部結構作了詳細的介紹,。利用BQ24200對鋰電池進行充電,，設計了一種太陽能供電電源,，適用于在野外工作的有源電子設備。通過采用超級電容,，解決了目前線監(jiān)測系統(tǒng)經常采用的帶有GSM／GPRS模塊的監(jiān)測終端瞬間大功率供電的問題,。設計的太陽能供電電源，已成功運用于電纜接頭在線監(jiān)測系統(tǒng),，供電穩(wěn)性可靠,。