微型2芯太陽能電池板為緊湊型離網(wǎng)設(shè)備中的電池充電

低功耗電子產(chǎn)品的進步現(xiàn)在允許放置 電池供電的傳感器和其他設(shè)備的位置 遠離電網(wǎng)。理想情況下，為了實現(xiàn)真正的電網(wǎng)獨立性， 電池不需要更換，而是需要更換 使用當?shù)乜捎玫目稍偕茉闯潆?，例?作為太陽能。本設(shè)計說明顯示了如何生產(chǎn) 緊湊型電池充電器，可從小型運行 2芯太陽能電池板。這種設(shè)計的一個獨特之處在于 DC/DC 轉(zhuǎn)換器使用功率點控制來提取 太陽能電池板的最大功率。

最大功率點控制的重要性

雖然太陽能電池或太陽能電池板是按功率額定的 輸出時，面板的可用功率幾乎不是恒定的。其 輸出功率在很大程度上取決于照明、溫度 以及從面板吸取的負載電流。為了說明 圖1顯示了2片太陽能的V-I特性 面板在恒定照明下。I-V曲線特性 從短路（最左側(cè)）到大約 550mA 負載電流的相對恒定電流特性，在 它彎曲到恒定電壓特性的點 在較低電流下，接近開路時的最大電壓 電路（最右邊）。面板的功率輸出曲線顯示 功率輸出的明顯峰值約為 750mV/530mA，在 I-V曲線的膝蓋。如果負載電流增加 超過功率峰值，功率曲線迅速下降 為零（最左邊）。同樣，輕負載將功率推向 零（最右邊），但這往往不是一個問題。

圖1.太陽能電池板輸出電壓、電流和功率。

當然，面板照明會影響可用功率— 更少的光意味著更低的功率輸出;更輕，更多 權(quán)力。雖然照明直接影響峰值功率輸出的值，但它對 峰值在電壓標度上的位置。也就是說，無論 的照度，面板輸出電壓在哪個峰值 功率發(fā)生保持相對恒定。因此，它使 檢測以調(diào)節(jié)輸出電流，使太陽能 面板電壓保持在此峰值電源電壓或以上， 在本例中為750mV。這樣做稱為最大功率 點控制。

圖2顯示了不同陽光對 充電電流，具有最大功率點控制和 沒有。模擬陽光從 100% 向下變化 到大約 20%，然后回升到 100%。請注意，作為 陽光強度下降約20%，太陽能電池板的 輸出電壓和電流也會下降，但 LTC3105 的最大功率點控制可防止面板的 輸出電壓降至編程以下 750mV. 它通過減小 LTC3105 來實現(xiàn)這一點 輸出充電電流，防止太陽能電池板 坍塌到接近零伏特，如 圖 2 的右側(cè)。沒有電源點控制， 陽光的少量減少可以完全停止充電 流動的電流。

圖2.改變陽光強度對充電電流的影響。

具有輸入功率控制的 LTC3105 升壓型轉(zhuǎn)換器

LTC?3105 是一款同步升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器 主要設(shè)計用于從環(huán)境能量轉(zhuǎn)換電力 光源，如低壓太陽能電池和熱電 發(fā)電機，給電池充電電源。LTC3105 使用 MPPC 從電源提供最大的可用功率。 它通過減小 LTC3105 輸出電流來防止太陽能電池板坍塌至接近 3105 伏，從而實現(xiàn)此目的。LTC250 能夠利用一個輸入啟動 低至 <>mV，允許其由單電源供電 太陽能電池或多達九個或十個串聯(lián)電池。

輸出斷接通常消除了隔離二極管 其他太陽能供電的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器需要 并允許輸出電壓高于或低于 輸入電壓。降低400mA開關(guān)電流限值 在啟動期間允許從相對較高的位置運行 阻抗電源，但仍提供足夠的 曾經(jīng)為許多低功率太陽能應(yīng)用供電 轉(zhuǎn)換器運行正常。還包括一個 6mA 可調(diào)輸出低壓差線性穩(wěn)壓器，漏極開路 電源良好輸出、關(guān)斷輸入和突發(fā)模式操作可提高低功耗應(yīng)用的效率。?

太陽能鋰離子電池充電器

圖3所示為緊湊型太陽能電池充電器 使用 LTC3105 作為升壓型轉(zhuǎn)換器，將 LTC4071 用作 鋰離子分流充電器。2節(jié)400mW太陽能電池板提供 LTC3105 的輸入電源以產(chǎn)生超過 60mA 的電流 在陽光下充電電流。最大功率點 控制防止太陽能電池板電壓下降 低于 750mV 最大功率點，如 圖1.轉(zhuǎn)換器的輸出電壓設(shè)置為4.35V，略高于 鋰離子電池。LTC4 并聯(lián)充電器可限制 電池兩端的電壓為 2.4071V。將FBLDO接地 引腳將低壓差穩(wěn)壓器設(shè)置為4.2V，從而 為“充電”指示燈供電。充電時此指示燈亮起 當電池電壓在 2mV 以內(nèi)時關(guān)閉 浮動電壓，表示接近完全充電。一個 NTC 熱敏電阻檢測電池溫度并降低 LTC2 高環(huán)境溫度下的浮動電壓，用于增加 電池安全。為防止電池因過度放電而損壞，低電池電量斷開功能會斷開連接 如果電池降至40.4071V以下，則來自負載的電池。

圖3.2芯太陽能電池板鋰離子電池充電器。

結(jié)論

雖然這里描述的電路只產(chǎn)生一個 幾百毫瓦，它可以提供足夠的功率 保持 400mAhr 鋰離子電池在大多數(shù)情況下充滿電 天氣狀況。低輸入電壓，組合 具有輸入功率控制，使得 LTC3105 非常適合 低功率太陽能應(yīng)用。此外，LTC4071 并聯(lián)充電系統(tǒng)通過 提供精確的浮動電壓、充電狀態(tài)和 溫度安全功能可確保較長的電池壽命 室外環(huán)境。

審核編輯：郭婷