低光照高效率 Linear太阳能电池充电器电路图

2019-02-05 17:17 太阳能充电器

 

  任何太阳能电池板的一个紧张性子是其可正在一个相对恒定的处事电压 (VMP) 下告竣峰值功率输出,这与照明秤谌无合 (见图 2)。2A 电池充电器敷裕欺骗了这一性子,以通过推行输入电压医治来把太阳能电池板维系于峰值处事功用 (正待专利审议)。当可用的太阳能功率亏空以满意一个电池充电器的功率哀求时,输入电压医治电途将减幼电池充电电流。这将低浸太阳能电池板上的负载以把太阳能电池板电压支柱正在 VMP,从而最大控造地填充太阳能电池板的输出功率。这种告竣峰值太阳能电池板功用的手段被称为最大功率点独揽 (MPPC)。

  固然 MPPC 可正在低照度时间优化太阳能电池板的功用,但当功率级别很低时电池充电器的电源转换功用将变差,从而导致从太阳能电池板至电池的总功率传输功用低浸。本文将证明若何通过利用一种方便的 PWM 充电手段 (其正在功率级别很低时强造电池充电器以突发脉冲的花式开释能量) 来革新电池充电器功用。

  LT3652 上的 CHRG 电流看管器形态引脚有劲指示电池充电电流的形态,并正在这里用于独揽 PWM 功用。该引脚正在充电器输出电流大于 C/10 (即编程最大电流的 1/10) 时被拉至低电平,并正在输出电流低于 C/10 时呈高阻抗形态。正在低照度时间,输入医治环途可把充电器的输出电流减幼至 C/10 以下,从而导致 CHRG 引脚变至高阻抗。该形态引脚的“形态转折”功用用于通过触发一个输入欠压闭锁 (UVLO) 电途 (其低浸门限位于一个高于输入医治电压 VIN(REG) 的太阳能电池板电压) 来停用 IC。动作针对充电器停用的相应,太阳能电池板电压将正在 UVLO 迟滞范畴内爬升,直至抵达 UVLO 上升门限为止,此时以满功率从头使能充电器。充电器随后将供应充电电流,直到输入电压医治环途再次停用充电器为止。该轮回不息地反复,从而爆发一个由一系列高电流突发脉冲构成的充电器输出,这可正在职何照明秤谌下最大控造地进步充电器的功用以及悉数太阳能充电器体例的功用。

  图 1 示出了一款具低功率 PWM 功用的太阳能电池板至 3 节锂离子电池充电器。该充电器利用了一个 17V 输入医治电压 (针对“12V 体例”太阳能电池板的一种常用 VMP),其采用VIN_REG引脚上的电阻分压器 R4 和 R5 来设备。把一个范例 12V 体例太阳能电池板的处事电压维系正在其 17V 额定 VMP 电压可爆发贴近 100% 的太阳能电池板功用,如图 3 所示。低功率 PWM 功用采用 M1、R6、R7 和 R8 来告竣。

  如图 4 所示,增设 PWM 电途可明显进步电池充电电流低于 200mA 时的功用。LT3652 的 CHRG 引脚正在所需充电电流胜过 2A 编程最大充电电流的 1/10 (即 200mA) 时被拉至低电平。当充电电流被输入医治环途减幼至 200mA 秤谌以下时,CHRG 引脚变至高阻抗,这准许将 M1的栅极上拉至 VBAT,从而使能 FET M1。该 FET 把 R7 拉至地,从而启用了一种输入电压 UVLO 功用 (其采用了 SHDN 引脚以及由 R6 和 R7 组成的电阻分压器)。UVLO 功用采用该分压器实行设备,以具有一个 18V 的低浸门限和一个 20V 的上升门限。低浸门限是一个环节性的计划参数值,况且必需被设备为一个高于输入医治电压、而且比上升门限低 10% 的电压 (这是 LT3652 停机门限迟滞决断的)。正在低照度条目下,当可用的太阳能电池板功率亏空以让 LT3652 供应所需的充电电流时,LT3652 的输入电压医治环途将减幼输出充电电流,直到充电器输入功率与太阳能电池板供应的可用功率相当为止。当输入医治环途运转时,VIN 上的太阳能电池板电压被维系正在 17V 的编程峰值电源电压,从而最大控造地填充了太阳能电池板所爆发的功率。假如太阳能电池板照度变得足够低,乃至于可用的太阳能电池板功率对应于200mA 以下的充电电流,则 CHRG 引脚将变至高阻抗且 UVLO 功用通过 M1、R6 和 R7 来使能。

  因为 VIN 处于 17V (这低于 UVLO 低浸门限),所以 LT3652 停机,从而停用总共的电池充电功用电途。当电池充电器停用时,险些总共的太阳能电池板输出电流都正在给输入电容器 (C1) 充电,这使得 VIN 上的电压填充,直至抵达 20V 的 UVLO 上升门限为止,从而从头使能 LT3652。因为电池充电器正在 VIN 远远高于 17V 输入医治门限的状况下从头使能,因而十足的充电电流均流入电池。动作针对高电池充电电流秤谌的相应, CHRG 形态引脚被拉至低电平,这将停用 UVLO 功用。只消电池充电器所需的功率低于可从太阳能电池板得到的功率,太阳能电池板电压将骤降,直到 VIN 低浸至 17V 为止,此时欺骗输入医治环途来减幼电池充电电流以支柱该电压。当充电电流再次减幼至 200mA 时, CHRG 引脚变至高阻抗,UVLO 电途被从头启用,停用/使能轮回反复实行,从而爆发一串充电电流“突发脉冲”,其取均匀至与可从太阳能电池板得到之功率相对应的电池充电电流。

  图 5 示出了图 2 中电途的 PWM 操作。当 LT3652 停用时,VIN 上的电压从 17V 的输入医治门限斜坡上升至 20V 的停机门限。LT3652 CHRG 引脚上的电压正在充电器使能时为低电平,而正在充电器停用时则为高电平。当充电器停用时,太阳能电池板的能量被存储正在输入电容器中,所以从太阳能电池板供应的输出功率维系贯串。太阳能电池板的功用对应于PWM 操作时间太阳能电池板上的均匀电压 (其约莫为 18.5V)。