太陽能充電管理系統采用TI的BQ24650，具有太陽能最大功率點跟蹤MPPT功能，通過太陽能板或適配器可以同步整流降壓給鋰電池充電，輸出給DCDC芯片接負載，可實現電池和輸入的無縫切換，DCDC芯片用TI的TPS5430來輸出不同的電壓，有MCU控制，12864液晶屏顯示電量指示，附加功能（wifi控制或遙控），下面是簡單的框圖
主要參數和功能：
這個充電支持1到6串鋰電池，這里選擇3串12.6v鋰電池
太陽能板或適配器輸入電壓：13.5V——22V（最大為28V）
DCDC輸出電壓：1.23——21V(最大為31V）
輸出電流：最大為4A
MCU簡單的開關機控制，電量檢測，控制充電和電池輸出，附加功能(遙控或wifi控制)
下面是具體的原理圖
簡單介紹一下芯片的資料
1.BQ24650
適用于太陽能的同步開關模式電池充電控制器，電阻可編程至 26V 電池電壓輸入工作范圍：5V 至 28V顯示充電狀態的 LED 指示燈，并且具有最大功率跟蹤MPPT功能，最大充電電流可以達到10A，輸入端是一個太陽能電池板，光的強弱導致太陽能電池板輸出功率的強弱，而bq24650會用恒壓運算法來跟蹤電池板最大功率點
這里重點介紹一下BQ24650的MPPT功能
太陽能電池最大功率點跟蹤（MPPT） 太陽能電池最大功率點跟蹤（MPPT）是為了保證在光照強度變化時，光伏電池一直輸出最大功率，以充分利用太陽能。在一般情況下，需要用開關模式DC-DC轉換器實現MPPT功能，保持輸出電壓和充電電流的乘積(輸出功率)最大化，采用開關降壓同步整流DC-DC轉換的方式實現光伏電池最大功率點跟蹤功能，其輸入電壓最高可達28V，非常適合輸入電壓和電池電壓相差比較大的應用。充電管理板特點：1.高端技術MPPT太陽能最大功率跟蹤充電管理，具有涓流、恒流、恒壓充電管理.高速高效的充電方式4.雙狀態指示燈，沒有接電池時紅/綠燈滅，充電時紅燈亮，充滿自停同時綠燈亮
BQ24650 IC具有一個最大功率設定點管腳MPPSET
下面電路圖可以看到電阻R5、R6分壓決定了太陽能極板的輸出電壓，當極板輸出電壓過低，低于最大功率點電壓的時候，R5、R6分壓低于1.2V,BQ24650將控制電路，降低輸出電流，那么極板電壓上升，在最大功率點范圍內。簡單的說就是R5、R6的前饋控制極板的輸出電壓，使MPPTSET端電壓維持在1.2V。而1.2V的分壓點正好處于極板最大功率點電壓范圍
2.TPS5430
高電流輸出：3A （峰值4A）；
寬電壓輸入范圍：5.5~36V;
高轉換效率：最佳狀況可達95%;
寬電壓輸出范圍：最低可以調整降到1.221V;
內部補償最小化了外部器件數量；
固定500kHz轉換速率；
有過流保護及熱關斷功能；
具有開關使能腳， 關狀態僅有17uA靜止電流；
內部軟啟動與其他同類型直流開關電源轉換芯片相比， TPS5430的高轉換效率特別值得關注。
一、輸入端供電和電池的無縫切換電路
當輸入端連接時三極管Q5導通，Q6關閉，Q7截至，雖然Q7可以通過內部二極管電流流到SYS端，但是輸入端VIN中間經過mos管的導通到SYS端，這時Q7的S端電壓大于D端電壓，Q7沒辦法導通。但是當輸入端一去掉，Q5關閉，Q6導通，Q7導通，電池向負載供電，實現無縫切換
二、一鍵開關機電路，
負載接的是dcdc轉換芯片，原理就是當按鍵按下mos管導通，給單片機供電并啟動，然后單片機檢測GPIO1電平時間來讓GPIO2輸出高低電平實現開關機
三、布線畫圖、打板子
原理圖導入PCB
敷銅后
準備發圖和元器件
選擇MOS管時留的余量較大，
NMOS管 HY1403D， 30V/42A 充電用 HY1403D Datasheet.rar NMOS管 HY0720L , 20V/6.5A 給12v供電的led燈做開關 HY0720L Datasheet.pdf
PMOS管 HY15P04D， -40V/-50A 功率路徑的做開關 HY15P04D Datasheet.pdf
MOS管做高側驅動時，NMOS的導通內阻較小，只要G極能有較高的電壓的話，NMOS選擇非常不錯的額，沒有較高電壓的話用傳統的PMOS做高側驅動
三、焊接調試
來測試一下功能正常不，先空載測量兩個點的電壓，
左邊芯片第二引腳電壓須大于1.2V電壓，后面那個電壓需要調整為12.6V，因為我們接的是三串鋰電池
這里我們把56k電阻用0歐電阻去掉看看測的電壓12.79，電壓可以了
接上電池后看看充電效果，紅燈亮，正常
充電電流可以通過電阻來調節的
我們充電電流的額計算公式
實際當中我們選擇10M歐的電阻
充滿后紅燈滅綠燈亮
看電池充滿電壓為12.54
充電這塊正常，繼續焊接DCDC這塊，硬件都正常了
目前單獨的功能可以了，簡單總結一下DCDC電源中電感的選取，主要參數，感量 頻率 額定電流 直流電阻 封裝等參數，如果輸出電流在1A左右，在某寶上買一個參數差不多就行，電流小發熱也不大，
如果電流2A甚至3A或者更大的話，這些參數就需要仔細考慮了，我做的這個就是和筆記本里面的充電電源管理板，輸出的直流電壓給核心板和控制板供電，那么這個電感需要屏蔽了，一般我們把電感的溫升控制在40度以內，電感的額定電流大于實際電流的2倍左右就行，當然余量大一點也行
四、單片機控制，電量顯示
我們采用STM32F103RB nucleo的開發板對接太陽能充電板
這個是晶聯訊的12864屏
規格書可以參考一下
JLX12864G-378-PC的中文字庫編程說明書.pdf
看看引腳的詳細分配
12864液晶屏的引腳的 lcd_rs lcd_reset lcd_cs1 lcd_sid lcd_sclk vcc gnd總共7個引腳，占用5個GPIO口
開關機電路占用兩個GPIO口，如果帶著設備聯調的話，需要兩個GPIO口
額外的無線調試
引腳分配圖
簡單的開關機和邏輯功能不一一講解了，主要看12864顯示和AD采集電量這塊
12864顯示字符的話，需要取模軟件，我們在程序中直接調用
下面生成的16進制就是我們顯示的字符，直接調用函數就可以了
看看具體的效果，這是測量實際的電池AD值
充電圖標這塊和手機的的類似
實際的電池未充電顯示狀態
充電狀態，圖標是流動的
功能已全部完成，不管是接太陽能還是適配器，功能都一樣，和其他控制板或者核心板供電全部從這塊板子上取電，電源統一管理
對于DCDC的輸出帖子中對芯片詳細的描述，TI的這個DCDC非常成熟
輸出三路電壓，一路是3.3V的LDO固定輸出，另兩路輸出電壓可調
預留的鋰電池PWM輸出控制LED燈，附加的wifi或遙控，都需要在控制板上來實現，這里主要做了開關機和電量顯示
我們wifi或遙控控制的也是開關機信號GPIO2，wifi控制的話就是比如APP上有個開關機，通過wifi網絡把這個開關機信號給單片機并執行GPIO2的高低電平切換，遙控也類似
五 、關機功耗
先把電池正極斷開，用公司福祿克萬用表測下電流65.4uA，還可以
對于電池供電的設備，功耗還可以