太陽能電池充電器可在低光照環(huán)境中保持高效率
任何太陽能電池板的一個(gè)重要特性是其可在一個(gè)相對(duì)恒定的工作電壓 (VMP) 下實(shí)現(xiàn)峰值功率輸出，這與照明水平無關(guān) (見圖 1)。LT3652 2A 電池充電器充分利用了這一特性，以通過實(shí)施輸入電壓調(diào)節(jié)來把太陽能電池板保持于峰值工作效率 (正待專利審議)。當(dāng)可用的太陽能功率不足以滿足一個(gè) LT3652 電池充電器的功率要求時(shí)，輸入電壓調(diào)節(jié)電路將減小電池充電電流。這將降低太陽能電池板上的負(fù)載以把太陽能電池板電壓維持在 VMP，從而最大限度地增加太陽能電池板的輸出功率。這種實(shí)現(xiàn)峰值太陽能電池板效率的方法被稱為最大功率點(diǎn)控制 (MPPC)。
圖 1：太陽能電池板可在一個(gè)特定的輸出電壓 (VMP) 下產(chǎn)生最大的功率，這相對(duì)地獨(dú)立于照明水平。LT3652 2A 電池充電器通過把太陽能電池板輸入電壓調(diào)節(jié)在 VMP 以最大限度地增加太陽能電池板的輸出功率。
雖然 MPPC 可在低照度期間優(yōu)化太陽能電池板的效率，但當(dāng)功率級(jí)別很低時(shí)電池充電器的電源轉(zhuǎn)換效率將變差，從而導(dǎo)致從太陽能電池板至電池的總功率傳輸效率下降。本文將說明怎樣通過運(yùn)用一種簡(jiǎn)單的 PWM 充電方法 (其在功率級(jí)別很低時(shí)強(qiáng)制電池充電器以突發(fā)脈沖的形式釋放能量) 來改善電池充電器效率。
采用電流監(jiān)視器狀態(tài)引腳來指示低功率條件
LT3652 上的 /CHRG 電流監(jiān)視器狀態(tài)引腳負(fù)責(zé)指示電池充電電流的狀態(tài)，并在這里用于控制 PWM 功能。該引腳在充電器輸出電流大于 C/10 (即編程最大電流的 1/10) 時(shí)被拉至低電平，并在輸出電流低于 C/10 時(shí)呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。
在低照度期間，輸入調(diào)節(jié)環(huán)路可把充電器的輸出電流減小至 C/10 以下，從而導(dǎo)致 /CHRG 引腳變至高阻抗。該狀態(tài)引腳的 “狀態(tài)變更” 功能用于通過觸發(fā)一個(gè)輸入欠壓閉鎖 (UVLO) 電路 (其下降門限位于一個(gè)高于輸入調(diào)節(jié)電壓 VIN(REG) 的太陽能電池板電壓) 來停用 IC。作為針對(duì)充電器停用的響應(yīng)，太陽能電池板電壓將在 UVLO 遲滯范圍內(nèi)爬升，直至達(dá)到 UVLO 上升門限為止，此時(shí)以滿功率重新使能充電器。充電器隨后將提供充電電流，直到輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路再次停用充電器為止。該循環(huán)不斷地重復(fù)，從而產(chǎn)生一個(gè)由一系列高電流突發(fā)脈沖組成的充電器輸出，這可在任何照明水平下最大限度地提高充電器的效率以及整個(gè)太陽能充電器系統(tǒng)的效率。
高效率鋰離子電池充電器
圖 2 示出了一款具低功率 PWM 功能的太陽能電池板至 3 節(jié)鋰離子電池充電器。該充電器使用了一個(gè) 17V 輸入調(diào)節(jié)電壓 (針對(duì)“12V 系統(tǒng)”太陽能電池板的一種常用 VMP)，其采用VIN_REG 引腳上的電阻分壓器 R4 和 R5 來設(shè)置。把一個(gè)典型 12V 系統(tǒng)太陽能電池板的工作電壓保持在其 17V 額定 VMP 電壓可產(chǎn)生接近 100% 的太陽能電池板效率，如圖 3 所示。低功率 PWM 功能采用 M1、R6、R7 和 R8 來實(shí)現(xiàn)。如圖 4 所示，增設(shè) PWM 電路可顯著在電池充電電流低于 200mA 時(shí)提高效率。
圖 2：17V VMP 太陽能電池板至 3 節(jié)鋰離子電池 (12.6V) 2A 充電器
圖 3：典型“12V 系統(tǒng)”(VMP = 17V) 太陽能電池板效率
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