3.1 充电控制模块

　　

TI 公司的 UC3906 芯片是专门针对铅酸电池充电设计的，内部的逻辑电路

提供多种充电状态，并对温度进行了精确的跟踪补偿，可以发挥电池的最大容
量，延长电池的使用寿命。
　　利用

18V/2W 的太阳能电池板对 12V/1Ah 铅酸电池进行充电，输入电压

Uin=18 V,过充电压 Uoc=15 V,浮充电压 UF=14.5 V,过充转换电压为 14.25 V,浮充
转换电压为

11.7 V,最大充电电流 Imax=0.5 A,过充终止电流 50 mA.由于充电电路

始终接在电池上，为了防止蓄电池电流倒流入太阳能电池板造成其损坏，在晶
体管与输出电路之间接入二极管

1N4001,晶体管 TIP42C 本身则起到稳压降压的

作用。发射极接电池电压

12 V,集电极接太阳能电池板电压 18 V,在晶体管上形成

了约

6 V 的压差，因此晶体管的耗散功率要求大于 500 mA×6 V=3 W.而 UC39 

06 芯片的 16 脚则控制晶体管的基极电压，根据反馈回路所提供的反馈信号控制
晶体管截断或导通。
　　设定

UC3906 芯片内部基准电压在温度为 25

℃时 Uref=2.3 V,内部分流值

ID=50μA.则可确定 R3=Uref/ID=47 kΩ，R1+R2=（UF-
2.3V）/ID=90.7kΩ，R4=2.3V×90.7kΩ/（Uoc-UF）=348 kΩ。又设 Rx=R3 与 R4 的
并联阻值，则

Ra=（R1+R2+Rx）（1-2.3V/UT）=68.1kΩ，Rb=22.6 kΩ（UT 为

涓流充电到大电流充电的临界导通电压，

UT=13.95 V,微小电流 It 取 150 mA）。

限流电阻

Rs=0.25 V/Imax=0.5Ω，Rt=（18 V-UT-2.5 V）/It=10 Ω。

　　铅酸电池充电分为

4 个阶段：涓流充电、大电流充电、过充电、浮动充电。刚

开始充电时，

UC3906 芯片的 11 脚通过一个电阻 RT 输出一个微小电流 It=150 

mA,此时晶体管基极电平使晶体管断路，11 脚的微小电流 It 对铅酸电池进行涓
流充电，这样可以避免在涓流充电阶段铅酸电池反接造成回路短路。
　　当充电器输出电压上升至

UT,或浮充电压下降到 11.7 V 时，则进入大电流

充电状态。大电流

Imax 由外部 PNP 晶体管导通输出至电池，蓄电池主要的电量

亦在此阶段回充。在正常情况下，随着电池充电，电池两端的电压逐渐升高，电
压经

R1、R2、R3 分压后加到电压取样比较器反向输入端 13 脚。电压达到 0.95Uref

时，电压取样比较器在

14 脚，15 脚输出低电平，由于内部分流值电流的存在，

15 脚通过一个限流电阻 Rd 接地，14 脚通过旁路电容 C1=0.1μF 接地。此时充电
进入过充电状态，过充电指示端脚

9 输出低电平。刚进入过充电状态时，太阳能

充电输出端继续输出最大电流，当电池电压升高到

Uoc 时，电压放大器控制驱

动级，充电器进行恒压充电，电压稳定在

Uoc,此时 UC3906 的 13 脚电压等于内

部基准电压

Uref.此后，电池接受的充电电流开始减小。

　　当充电电流下降到过充电终止电流

Ioct 时，电流取样比较器的输出中断 。

UC3906 内部的 10μA 提升电流使过充终止端（8 脚）的电位升高进入过充电状
态。当干扰或其他原因使充电电流瞬时下降时，为避免充电器过早地转入浮充状
态，在

UC3906 的第 8 脚与地之间接入 1 只电容器。当 8 脚电压上升到规定的门

限值（

1 V）后，充电状态逻辑电路使充电器转入浮充状态。此时，状态电平输

出关断，消除了

R4 对 R1、R2 和 R3 分压器的旁路作用。电压放大器控制驱动晶

体管，使充电器输出电压保持在

VF.

　　充电电压由

Uoc 下降，并维持在 UF,电池充电程序近乎完成时，充电进入

浮动充电状态。当电池接上负载而放电后，充电器将直接提供电源输出，而电池
电压也势必下降。当电压下降至

0.9UF 时，则充电模式重新设定回涓流充电阶段