太陽(yáng)能電池和以最佳速率切換常規(guī)充電電池

該設(shè)計(jì)理念展示了開關(guān)轉(zhuǎn)換器如何調(diào)節(jié)其輸入電壓，并使太陽(yáng)能電池能夠以最佳速率為電池充電。DC-DC降壓穩(wěn)壓器、MAX639和太陽(yáng)能電池通過調(diào)節(jié)和維持太陽(yáng)能電池電壓，最大限度地延長(zhǎng)電池充電時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸所需的水平。

太陽(yáng)能電池可以以優(yōu)于80%的效率為鎳鎘電池充電，前提是太陽(yáng)能電池電壓超過充滿電的鎳鎘輸出一個(gè)二極管壓降。在這種情況下，一個(gè)簡(jiǎn)單的反向阻斷二極管提供兩個(gè)電池之間的充電路徑。通過不靈活，這種專用系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效。

但是，如果無法調(diào)整充電電壓或不方便，則簡(jiǎn)單的方法是不切實(shí)際的。嚴(yán)重不匹配的電壓（>>一個(gè)二極管壓降）會(huì)導(dǎo)致低水平的功率傳輸，從而導(dǎo)致鎳鎘電池充電緩慢。（來自太陽(yáng)能電池的電流與電池電壓相對(duì)恒定，產(chǎn)生的輸出功率線性上升并在電池的開路電壓附近達(dá)到峰值（圖1）。您可以通過并聯(lián)添加更多太陽(yáng)能電池來加快充電速率，但這種替代方案很昂貴。

圖1.太陽(yáng)能電池的I-V曲線（上）顯示峰值功率輸出發(fā)生在電池的開路電壓附近。（電池由12個(gè)非晶硅電池組成，面積為11.5英寸2。

另一方面，增加降壓開關(guān)穩(wěn)壓器可使給定的太陽(yáng)能電池組以最佳速率和接近穩(wěn)壓器本身的效率為各種端電壓的電池充電（圖 2）。IC必須以非正統(tǒng)的方式工作，調(diào)節(jié)充電電流的流動(dòng)，使太陽(yáng)能電池的電壓保持在峰值功率傳輸所需的水平附近。

圖2.該電路通過調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池電壓來最大限度地減少鎳鎘充電時(shí)間，將其保持在最大功率傳輸所需的水平。

因此，該器件調(diào)節(jié)其輸入電壓，而不是通常的輸出電壓。分壓器 R2/R3 通過保持 V 來禁用內(nèi)部調(diào)節(jié)環(huán)路FB低電平和分壓器R1/（R2 + R3）使LBI（低電池輸入）能夠檢測(cè)太陽(yáng)能電池電壓的降低。這種降低代表遠(yuǎn)離太陽(yáng)能電池的峰值功率輸出，導(dǎo)致LBO將/SHDN拉低并禁用芯片。然后，LBI 感測(cè)輸入電壓上升，LBO 變?yōu)楦唠娖?，由此產(chǎn)生的“砰砰”控制保持到 NiCd 電池的最大功率傳輸（圖 3）。IC中的電流限制產(chǎn)生200mA的上限，用于I外.

圖3.將圖1所示的太陽(yáng)能電池與圖2所示的充電電路相結(jié)合，可在太陽(yáng)能電池的大部分輸出電壓范圍內(nèi)提取峰值輸出功率。

當(dāng)“導(dǎo)通”時(shí)，穩(wěn)壓器通過小于6Ω的內(nèi)部開關(guān)電阻將電流從引腳5傳遞到引腳1。結(jié)合穩(wěn)壓器的低靜態(tài)電流（典型值為10μA）和高效率（典型值為85%），這種性能使圖2電路的功耗是單二極管電路的四倍。

審核編輯：郭婷