動態穩壓器路徑管理簡化了電池_太陽能電池
作者：上海穩壓器廠 發布時間：2016-09-23
太陽能電池通常是由p-n結與入射光能量（光子）產生電流通過p-n結的穩壓器和空穴重新組合。由于p-n結二極管的特性是類似的,所以我們通常采用圖1所示為一個簡化的電路模型…太陽能電池太陽能電池特性通常是由p-n結,入射光的能量（光子）通過p-n結的穩壓器和空穴重新組合而產生電。由于p-n結的特性是類似的二極管,我們通常把電路的一個簡化的模型,太陽能電池特性如圖1所示。圖1太陽能電池的簡化電路模型的電流源IPH產生電流正比于一個太陽能電池的光的數量。在無負載的連接的情況下,通過二極管D1幾乎所有產生的電流,正向電壓決定了太陽能電池的開路電壓(VOC)。由于不同類型的太陽能電池的特性,電壓會有所不同。然而,對于大多數硅電池,這個電壓是（這也是p-n結二極管的標準正向電壓）0.5 ~ 0.6v之間。在太陽能電池的實際應用中,并聯電阻Rp的漏電流很小。隨著負載電流的增加,從二極管的負載和流量到最生電流。對于大多數負載電流,這個過程中只有一個小的輸出電壓的影響。由于二極管的I-V特性會略有變化,因為為串聯電阻（其具有連接損耗）RS的原因,電壓略有下降,但輸出電壓基本上保持不變。然而,有時通過D1的電流太小,導致二極管偏置是不夠的,和二極管兩端的電壓會隨著負載電流的增加急劇下降。最后,如果所有的電流流過負載（而不流經二極管）,輸出電壓為零。這個電流被稱為太陽電池。短路電流(ISC)。ISC和VOC是確定太陽能電池（見圖2）工作性能的主要參數之一。圖2。在大多數應用中典型的太陽能電池的I-V特性,人們預計將提供盡可能多的能源,太陽能電池。隨著輸出功率是輸出電壓和電流的乘積,有必要確定電池工作區部分由最大功率值產生的,這被稱為最大功率點(MPP)。當輸出電壓是(VOC)最大值,輸出電流為零,這是一個極端的例子。當輸出電流達到(ISC)最大值,輸出電壓為零。在這兩種情況下VI的產品為零,那么它肯定不是一個MMP點。我們可以很容易地證明MPP,在任何應用程序,（或通過實驗進行觀察）一般會出現在（見圖3）下方的某個位置的太陽能電池的輸出特性。但問題是,太陽能電池的MPP的確切位置將取決于入射光和環境溫度。因此,設計是動態調整的太陽能電池的輸出電流,以達到最大的太陽能發電系統,使其能在MPP點或其附近點的實際工作中的應用。有實施（最大功率點跟蹤器）方法對太陽能電池輸出特性的方法很多,但它是非常復雜的,尤其是在關鍵任務系統如衛星等。然而,在很多小的程序,它不需要非常精確的MPP跟蹤方案,只有一個簡單的低成本的解決方案,可用于約90% ~ 95%可用的穩壓器可用。TI線性充電控制器bqtiny III系列動態[工業電器網-中國工業電器網]狀態穩壓器路徑管理(DPPM)函數可用于如簡化MPP跟蹤器實現。圖4 bqtiny三線性充電器DPPM工作原理DPPM功能主要原理如圖4所示。暫時忽略USB輸入,電路的工作原理如下:在Q1 Q2引腳電壓調節,根據典型的CC-CV鋰離子充電曲線調整充電電流。如果當前連接到AC引腳供應不足的供電系統和電池充電的輸出電壓開始下降。如果輸出電壓達到預定值bqtiny III的vdppm自動下降一級輸出電流可以保持在vdppm充電。圖5使用太陽能電池板充電的電池可用于如圖5所示。其中,一個太陽能電池板是用來重新充電的一個鋰離子電池。太陽能電池板是由多個電池串組成,每一個電池串包括11個串聯的硅電池。它的功能類似于限流電壓源,電流限制是由太陽能電池板的大小和光照在上述決定的。從太陽能電池板的最大輸出電壓通常(VOC)和5.5 ~ 6V之間。因為電壓小于bq24030預定義的6v輸出電壓調節,Q1是完全開放的(turned hard-on)。RSET定義最大充電電流1A。如果超過了太陽能電池的（取決于光線強弱）電流輸出,太陽能電池板的輸出電壓會下降,從而降低了bq24030引腳的電壓。RDPPM編程自動滴洲際到一個水平,使輸出電壓保持在4.5V。為什么vdppm的使用,因為它是用太陽能電池板(MPP)最大功率點非常一致。假設在Q1兩端的電壓降為300mV,每個電池的電壓將發生變化,436mv,使太陽能電池板的輸出功率將達到最大化。如果VOUT高于DPPM,然后4.5v不會工作,太陽能電池板將偏離MPP的工作狀態。然而,只有所需的電能是小于的太陽能電池板。這將發生,在這個時候減少的效率不會有太大的影響。如圖3所示,隨著輸出功率接近MPP,輸出功率曲線變得平滑,然后突然急劇下降。因此,設置vdppm略高于設定略低。這可以最大限度地減少不適當的工作點對輸出功率的影響。如果太陽能板供電系統是不夠的,即使當電池充電電流已經下降到零,Q2將開放,輸出電壓將下降到低于VBAT電池電壓、電流和電池可以提供任何太陽能電池板無法提供。bqtiny III還允許電池充電通過USB端口。在這種情況下,Q3將用于調節電流以確保USB規格可根據IC ISET2引腳狀態滿足要求的100mA或500mA輸入。如果系統和充電電流超過選定的輸出電流限制的總和,然后USB將下降和DPPM功能會降低充電電流,或恢復到以前的電池。
