太陽(yáng)能電池板的泄漏問(wèn)題傳統上可以采用一個(gè)與太陽(yáng)能電池板相串聯(lián)的肖特基二極管來(lái)解決，但肖特基二極管的正向電壓降使得它在高電流條件下會(huì )消耗大量的功率。因此，需要采用昂貴的散熱器和精細的布局來(lái)把肖特基二極管保持于低溫狀態(tài)。那么，有沒(méi)有低成本的解決方案?太陽(yáng)能電池充電器設計最困擾設計師的“至滿(mǎn)充電電池的浮動(dòng)電壓控制”和“在最佳發(fā)電點(diǎn)給電池板加載”問(wèn)題又該如何解決?在下文中，Linear電源專(zhuān)家將為你介紹該公司最新的低成本解決方案。
作為在商業(yè)和住宅環(huán)境中均具實(shí)用性的一種發(fā)電方法而言，太陽(yáng)能電池板已經(jīng)被人們所廣泛接受。然而，盡管在技術(shù)方面取得了進(jìn)步，太陽(yáng)能電池板的造價(jià)仍然很昂貴。這種高昂的成本有很大部分來(lái)自于電池板本身，這里，電池板的尺寸 (因而也包括其成本) 將隨著(zhù)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。
一般而言，太陽(yáng)能電池板所獲取的能量用于給電池充電，電池的儲能反過(guò)來(lái)將在沒(méi)有陽(yáng)光照射的情況下為終端應用電路的操作提供支持。如欲實(shí)現太陽(yáng)能電池充電器的最佳設計，則必需對太陽(yáng)能電池板的特性有所了解。首先，由于具有很大的結合區，因此太陽(yáng)能電池板會(huì )發(fā)生泄漏，在黑暗條件下電池將通過(guò)電池板放電。而且，每塊太陽(yáng)能電池板都擁有一個(gè)具最大功率點(diǎn)的特征IV曲線(xiàn)，所以，當負載特性與電池板特性不相匹配時(shí)，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(diǎn)上被持續加載，以充分地利用可用的太陽(yáng)能，并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(gè)與電池板相串聯(lián)的肖特基二極管來(lái)解決電池板的泄漏問(wèn)題。反向泄漏被減小至一個(gè)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(huì )消耗大量的功率) 仍然會(huì )造成能量損失。因此，需要采用昂貴的散熱器和精細的布局來(lái)把肖特基二極管保持于低溫狀態(tài)。解決該功率耗散問(wèn)題的一種更加有效方法是用一個(gè)基于MOSFET的理想二極管來(lái)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(zhù)地減少功耗，同時(shí)降低散熱布局的復雜性、外形尺寸和成本。幸運的是，由于已經(jīng)有一些IC供應商制造出了具有這種規格的理想二極管 (比如：由凌力爾特公司提供的LTC4412)，因此上述目標得以輕松實(shí)現。
不過(guò)，有兩個(gè)問(wèn)題依然存在，即：“至滿(mǎn)充電電池的浮動(dòng)電壓控制”和“在最佳發(fā)電點(diǎn)給電池板加載”。這些問(wèn)題常�？梢酝ㄟ^(guò)采用一個(gè)開(kāi)關(guān)模式充電器和一個(gè)高效率降壓型穩壓器來(lái)加以解決。
凌力爾特已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了這樣一款電路，它由LTC1625 No RESNSE(無(wú)檢測電阻器)同步降壓型控制器、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。下面給出了該電路以供參考：
圖1：峰值功率跟蹤降壓充電器最大限度地提高了效率
圖1中的電路被置于太陽(yáng)能電池板和電池之間，用于調節電池浮動(dòng)電壓�；贚TC1541的附加控制環(huán)路強制充電器在最大電池板功率點(diǎn)上運作。這種效率的提升縮減了所需的電池板尺寸，因而降低了總體解決方案的成本。當電池板峰值電源電壓和電池電壓之間存在失配時(shí)，這款電路的重要優(yōu)點(diǎn)表現得尤為突出。 |
