摘要： 針對油田無(wú)線(xiàn)示功儀及其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的供電問(wèn)題，采用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)實(shí)現了太陽(yáng)能組件電壓變化或負載波動(dòng)時(shí)自動(dòng)調節占空比的供電網(wǎng)絡(luò )，運用自動(dòng)控制技術(shù)設計了過(guò)電壓保護電路、過(guò)放電保護電路與應急充電電路等， 采用充電管理技術(shù)實(shí)現了鋰電池充電及電壓調節電路，根據光敏傳感器輸出差值比較電壓設計了太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤控制器。 該太陽(yáng)能充電電路思路新穎，在應用上是一種突破，工作效率達到92% ，輸出電壓精度為98% ，系統運行一年來(lái)，工作性能安全、穩定。 應用證明具有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。

　　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)越來(lái)越多投入到實(shí)際應用中， 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )一般分布范圍較廣，架設供電線(xiàn)路，投資大，維護成本高。 如采取干電池方式供電，則每個(gè)節點(diǎn)的電源供電能力有限，對每個(gè)節點(diǎn)更換電池不僅費時(shí)、費力，增加成本，而且影響工作效率。 能否穩定持續的供電，成為制約油田無(wú)線(xiàn)示功儀及其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的一個(gè)重要因素，太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展使供電方式產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展，已經(jīng)成為油田無(wú)線(xiàn)示功儀及其中繼網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)供電方式的發(fā)展方向。 本文擬對油田監測示功儀及中繼網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計一種智能化、免維護型的太陽(yáng)能充電電路，為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)供電。 該設計電路具有以下特點(diǎn)： ①基于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)設計的充電網(wǎng)絡(luò )具有自動(dòng)調節占空比的功能， 具有很寬的輸入電壓范圍。 ②采用線(xiàn)性電源管理芯片，用先預充2恒流2恒壓的充電方式完成整個(gè)充電過(guò)程。 ③采用低噪聲、高速度的CMOS 型電壓調節器，具有高精度的恒壓、恒流輸出。 ④充電過(guò)壓保護、鋰電池過(guò)放電保護功能，使鋰電池充、放電安全可靠。 ⑤自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的功能，太陽(yáng)能采集板始終保持對準太陽(yáng)，充分利用太陽(yáng)能。

　　1 系統設計

　　現有的光伏電池，單體的輸出電壓都很低（在1V 以下） ，本設計中，將多個(gè)光伏電池相串聯(lián)，組成太陽(yáng)能組件。 通過(guò)可以自動(dòng)調節占空比的供電網(wǎng)絡(luò )保證在光照強度變化和負載變化時(shí)，輸出電壓基本穩定，為充電管理芯片提供穩定的電壓輸入。 通過(guò)對供電網(wǎng)絡(luò )的副邊電壓監測，保護充電管理芯片不因電壓過(guò)高而損壞。 通過(guò)對電池兩端的電壓監測，保證鋰電池不會(huì )因過(guò)放電而損壞。 由于無(wú)線(xiàn)示功儀及其中繼網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的供電要求是313V，采用低噪聲、高速度的CMOS型電壓調節器。 在自動(dòng)跟蹤控制器作用下，始終保持全天候跟蹤太陽(yáng)。 為了防止因連續陰雨天而導致的太陽(yáng)能供電不足，設計應急充電電路，充電期間，無(wú)線(xiàn)示功儀及其節點(diǎn)正常運行。 具體系統設計模塊如圖1所示。

圖1 系統設計示意圖

　　2 硬件電路設計

　　2.1 太陽(yáng)能組件及充電電路設計

　　本文設計中采用16個(gè)光伏電池串聯(lián)，組成電壓約為1218V 的太陽(yáng)能組件，通過(guò)采集較高多的光能，保證日照能夠使鋰電池完全充滿(mǎn)電。 供電網(wǎng)絡(luò )設計電路采用正激式拓撲結構［ 1 ］ 。 具體電路如圖2所示。

圖2 智能型太陽(yáng)能充電電路設計主電路