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：
    對于負溫度系數的熱敏電阻：
   
    對于正溫度系數的熱敏電阻：
   
    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。