测最小电流法会错误终止充电。由于充电电流不稳定电池的充电时长也难以预测，因
此，定时终止充电法也不能保证充满电池。脉冲式充电曲线如图

2 所示，在脉冲充电

阶段，当电池电压低于

4.2V 时则导通开关管对电池充电，当电池电压超过 4.2V 时

则关断开关管停止充电，当

Ton/Toff 值低于设定值时认为电池充满而终止充电。若由

于外界环境的变化使充电电流下降，电池电压也随着下降，

 Ton/Toff 值增大，只有

当电池确实充满时

Ton/Toff 才会低于设定值，因此不会造成误判。

图

2  脉冲式充电

曲线示意图

Fig.2 The curves 

of pulse mode charge

通过以上分析可知，由于目前的锂电池充电器基本上按照稳定电源供电的前提条

件来设计，当由太阳能提供电源时不能很好地适应光照、温度等环境变化。

2 太阳能手机锂离子电池充电器

2.1 系统结构

本文设计的太阳能手机锂离子电池充电器系统框图如图

3 所示。该充电器主要由三

部分组成：光伏电池、由单片机实现的控制器与一个降压型直流变换器。

图

3 系统结构图

Fig.3 The system 

architecture

BUCK 变 换 器 的 主 要

功能是：在预充电阶段输出小电流

Imin；在快速充电阶段进行太阳能电池的最大功

率点跟踪，当电流达到

Imax 时限制电流以恒流充电；在脉冲充电阶段根据电池电压

值输出恒流或停止输出。单片机实现的功能是：采集锂离子电池的电压

Vbatt、电流

Ibatt、温度 Tbatt 和太阳能电池的电压 Vpv、电流 Ipv；由软件程序控制使充电器在不
同的充电状态之间转换；在不同的充电状态根据控制目标计算出占空比

D，输出

PWM 驱动脉冲。

2.2 充电控制方法

本文设计的太阳能充电控制器是一个多目标控制系统

[4]，在充电的不同阶段，控

制占空比的目标也不同，其充电状态转换如图

4 所示。

图

4  充电状态转换图