充电

器类型

主要电路结

构

充电过

程

充电终

止判断方

法

充电电流

控制方式

优点

缺点

线性

式

线性调整管、

线性充电控制

电路

预充→

恒流→恒

压

最小充

电电流、

定时

线性调整

管调节

电路简单、体积小

成本低

损耗大、

效率低、发

热严重

脉冲

式

开关管、脉冲

充电控制电路

预充→

快速→脉

冲

Ton/Tof

f 比值

依靠外部

限流电源适

配器

电路简单、体积小

功耗低、效率高

需限流型

电源适配器

开关

式

DC/DC 变换

器、PWM 与充

电控制电路

预充→

恒流→恒

压

最小充

电电流、

定时

调节

DC/DC 变换

器占空比

功耗低、效率高、

充电电流大、输入电

压范围宽

体积大、

成本高

以下着重分析当由光伏电池为充电器提供电源时上面三种充电器是否适用。

（

1）太阳能充电器宜采用 DC/DC 变换器拓扑结构。由于光伏电池输出特性具有强

烈的非线性，其输出受环境温度、光照强度和负荷等情况影响。从图

1 可以看出光伏

电池输出功率随光照强度的增加而增加，随环境温度的升高而降低。当光照和温度变
化时，实时调整光伏电池的工作电压可使其工作在最大功率点附近，即为最大功率
点跟踪（

maximum power point tracking,MPPT）[3]。因此，为提高光伏电池输出功率，

就需要充电器能调节输入电压，以调整光伏电池的工作点。线性式和脉冲式充电器的
输入电压由外部供电电源决定，因此不能实现最大功率点跟踪功能。而开关式充电器
的输入电压可以通过调节占空比

D 来实现。例如 BUCK 变换器输入输出电压的关系

式为：

Vo＝D*Vin（Vo 为锂电池端电压，Vin 为太阳能电池输出电压）。由于锂电池

电压变化缓慢，因此改变开关管占空比

D 就可以改变 Vin，从而实现 MPPT 功能。

图

1 光伏电池在不同光照

（

a）和不同温度（b）下的 P

－

V 特性曲线

Fig.1  The P-V curves of the PV module with varying  irradiation (a) and temperature 

(b)

（

2）太阳能充电器宜采用脉冲式充电终止判断方法。线性与开关充电模式常用两

种控制算法来判断电池充满，第一种为检测最小充电电流法，第二种为定时法。如前
所述，光伏电池的输出受外界环境的影响很大。若在充电过程中，由于天气变化或周
边环境的改变使充电电流发生跌落，并跌落到设置的终止充电电流值以下时，则检