低成本太陽能電池充電器設計
發布時間:2012-10-31 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】太陽能電池板ban的de泄xie漏lou問wen題ti傳chuan統tong上shang可ke以yi采cai用yong一yi個ge與yu太tai陽yang能neng電dian池chi板ban相xiang串chuan聯lian的de肖xiao特te基ji二er極ji管guan來lai解jie決jue,但dan肖xiao特te基ji二er極ji管guan的de正zheng向xiang電dian壓ya降jiang使shi得de它ta在zai高gao電dian流liu條tiao件jian下xia會hui消xiao耗hao大da量liang的de功gong率lv。因yin此ci,需xu要yao采cai用yong昂ang貴gui的de散san熱re器qi和he精jing細xi的de布bu局ju來lai把ba肖xiao特te基ji二er極ji管guan保bao持chi於yu低di溫wen狀zhuang態tai。
那麼,有沒有低成本的解決方案?太陽能電池充電器設計最困擾設計師的“至滿充電電池的浮動電壓控製”和“在最佳發電點給電池板加載”問題又該如何解決?在下文中,Linear電源專家將為你介紹該公司最新的低成本解決方案。
作(zuo)為(wei)在(zai)商(shang)業(ye)和(he)住(zhu)宅(zhai)環(huan)境(jing)中(zhong)均(jun)具(ju)實(shi)用(yong)性(xing)的(de)一(yi)種(zhong)發(fa)電(dian)方(fang)法(fa)而(er)言(yan),太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)已(yi)經(jing)被(bei)人(ren)們(men)所(suo)廣(guang)泛(fan)接(jie)受(shou)。然(ran)而(er),盡(jin)管(guan)在(zai)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)了(le)進(jin)步(bu),太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)的(de)造(zao)價(jia)仍(reng)然(ran)很(hen)昂(ang)貴(gui)。這(zhe)種(zhong)高(gao)昂(ang)的(de)成(cheng)本(ben)有(you)很(hen)大(da)部(bu)分(fen)來(lai)自(zi)於(yu)電(dian)池(chi)板(ban)本(ben)身(shen),這(zhe)裏(li),電(dian)池(chi)板(ban)的(de)尺(chi)寸(cun)(因而也包括其成本)將隨著所需輸出功率的增加而增加。因此,為了造就外形尺寸最小、成本效益性最佳的解決方案,最大限度地提升電池板性能是很重要的。
一(yi)般(ban)而(er)言(yan),太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)所(suo)獲(huo)取(qu)的(de)能(neng)量(liang)用(yong)於(yu)給(gei)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian),電(dian)池(chi)的(de)儲(chu)能(neng)反(fan)過(guo)來(lai)將(jiang)在(zai)沒(mei)有(you)陽(yang)光(guang)照(zhao)射(she)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)為(wei)終(zhong)端(duan)應(ying)用(yong)電(dian)路(lu)的(de)操(cao)作(zuo)提(ti)供(gong)支(zhi)持(chi)。如(ru)欲(yu)實(shi)現(xian)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)最(zui)佳(jia)設(she)計(ji),則(ze)必(bi)需(xu)對(dui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)的(de)特(te)性(xing)有(you)所(suo)了(le)解(jie)。首(shou)先(xian),由(you)於(yu)具(ju)有(you)很(hen)大(da)的(de)結(jie)合(he)區(qu),因(yin)此(ci)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)會(hui)發(fa)生(sheng)泄(xie)漏(lou),在(zai)黑(hei)暗(an)條(tiao)件(jian)下(xia)電(dian)池(chi)將(jiang)通(tong)過(guo)電(dian)池(chi)板(ban)放(fang)電(dian)。而(er)且(qie),每(mei)塊(kuai)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)都(dou)擁(yong)有(you)一(yi)個(ge)具(ju)最(zui)大(da)功(gong)率(lv)點(dian)的(de)特(te)征(zheng)IV曲線,所以,當負載特性與電池板特性不相匹配時,能量提取將有所減少。理想的情況是:電池板將在最大功率點上被持續加載,以充分地利用可用的太陽能,並由此最大限度地縮減電池板成本。
一般情況下,可以采用一個與電池板相串聯的肖特基二極管來解決電池板的泄漏問題。反向泄漏被減小至一個很低的數值;然而,肖特基二極管的正向電壓降(它在高電流條件下會消耗大量的功率)仍(reng)然(ran)會(hui)造(zao)成(cheng)能(neng)量(liang)損(sun)失(shi)。因(yin)此(ci),需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)昂(ang)貴(gui)的(de)散(san)熱(re)器(qi)和(he)精(jing)細(xi)的(de)布(bu)局(ju)來(lai)把(ba)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)保(bao)持(chi)於(yu)低(di)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)。解(jie)決(jue)該(gai)功(gong)率(lv)耗(hao)散(san)問(wen)題(ti)的(de)一(yi)種(zhong)更(geng)加(jia)有(you)效(xiao)方(fang)法(fa)是(shi)用(yong)一(yi)個(ge)基(ji)於(yu)MOSFET的理想二極管來替代肖特基二極管。這將把正向電壓降減小到低至20mV,從而顯著地減少功耗,同時降低散熱布局的複雜性、外形尺寸和成本。幸運的是,由於已經有一些IC供應商製造出了具有這種規格的理想二極管(比如:由淩力爾特公司提供的LTC4412),因此上述目標得以輕鬆實現。
不過,有兩個問題依然存在,即:“至滿充電電池的浮動電壓控製”和“在最佳發電點給電池板加載”。這些問題常常可以通過采用一個開關模式充電器和一個高效率降壓型穩壓器來加以解決。
淩力爾特已經開發出了這樣一款電路,它由LTC1625NoRESNSE(無檢測電阻器)同步降壓型控製器、LTC1541微功率運算放大器、比較器和基準、以及LTC4412理想二極管組成。
電路被置於太陽能電池板和電池之間,用於調節電池浮動電壓。基於LTC1541的(de)附(fu)加(jia)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)強(qiang)製(zhi)充(chong)電(dian)器(qi)在(zai)最(zui)大(da)電(dian)池(chi)板(ban)功(gong)率(lv)點(dian)上(shang)運(yun)作(zuo)。這(zhe)種(zhong)效(xiao)率(lv)的(de)提(ti)升(sheng)縮(suo)減(jian)了(le)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)池(chi)板(ban)尺(chi)寸(cun),因(yin)而(er)降(jiang)低(di)了(le)總(zong)體(ti)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)成(cheng)本(ben)。當(dang)電(dian)池(chi)板(ban)峰(feng)值(zhi)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)失(shi)配(pei)時(shi),這(zhe)款(kuan)電(dian)路(lu)的(de)重(zhong)要(yao)優(you)點(dian)表(biao)現(xian)得(de)尤(you)為(wei)突(tu)出(chu)。
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