能从室内照明收集能量的专用集成电路和光伏电池
时间：10-02
整理：3721RD
点击：
室内照明为许多应用提供了一个方便的能量来源，但缺乏高功率的太阳能。事实上，室内照明的能源收集系统面临许多不同的微妙的收获太阳能遇到的挑战。然而，工程师可以快速实现能量回收设计使用的各种组件和生产商包括Cymbet，IXYS，线性技术，松下，意法半导体专用设备和仪器，德克萨斯，等等。
太阳能可以达到足够的水平为整个建筑和小城镇供电，室内照明呈现明显不同的特点。由于人的眼睛的显着的能力调整到一个非常广泛的照明水平，人们通常会认为在一个多云的天空和明亮的明亮的房间，例如在照明之间的相对差别不大。然而，收获的能量水平之间的不同。事实上，即使是最好的室内照明的功率密度大大低于太阳能，可以通过以下几个数量级（图1）不同。
PV的差异
这些差异直接转化为能量收集输出。太阳能电池优化的阳光可以产生约40毫瓦每平方英寸的阳光直射。相反，即使是大型高效结晶细胞会产生低于典型的办公照明光源一毫瓦。
在同一时间，光伏（光伏）电池用于室外和室内的能量收集的光谱灵敏度不同的性质，其各自的来源。在室外应用中使用的典型的太阳能电池的光谱灵敏度范围为500纳米至1100纳米。
室内光线包括人眼可见的波长和室内照明的光伏电池，强调这些波长。例如，单晶硅光伏电池如在ixolar系列提供更多的覆盖在较低的波长可见人类IXYS，达到300 nm（近紫外）到1100 nm（近红外）。事实上，他们的能力，以应对这一广泛的光谱范围，使它们适合于室内和室外应用。相比之下，非晶态细胞如Cymbet cbc-pv-01n和cbc-pv-02n，以及松下的薄膜电池系列到600 nm的光谱范围为300 nm的光谱灵敏度，提供更符合人眼的–和室内照明。、
不管电池类型，光照水平的差异有一个光伏电池的输出功率有一个戏剧性的影响。在一个给定的照明水平，光伏电池具有一个特性的功率曲线，在一个特定的电池电压的操作水平，达到其最大。如果电池电压可以上升或下降明显，最大功率点（MPP），电池输出功率下降。此外，如果光照水平达到光伏电池变化剧烈，MPP可以转移到更低或更高的电压（图2）。
为了帮助最大限度地提高输出功率，室外和室内的光能量收集系统的设计以保持PV操作电压在指定的MPP。在更复杂的系统，最大功率点跟踪（MPPT）算法动态修改电池的工作电压以确保轨道照明或操作条件的任何变化。而太阳能收割机不得不与云等通过的阴影，室内光线能量采集器可以面对戏剧性的差异取决于房间内照明的位置（图3）。因此，室内照明的能源收集系统需要使用类似的方法来建立和维护的MPP在最佳水平。
设备例如意法半导体的 SPV1040，Linear Technology 的 LTC3105 and 德州仪器的 BQ25505，提供一套完整的功能，让室内照明能量采集器实现相对很少的外部元件（图4）。与线性LTC3105和Ti bq25505对比，意法半导体的spv1040采用动态MPPT算法称为扰动观察（P＆O），增量修改电池工作电压直到找到MPP，允许设备跟踪照明的实质性变化，例如：
线性和钛设备使用方法（有时称为最大功率点控制，或MPPC）PV操作电压保持在一个水平，设置使用电阻器。例如，线性LTC3105的MPPC电路动态调节平均电感电流以防止输入电压低于阈值的MPPC（再次，见图4）。当输入电压大于MPPC电压，电感电流增加到VIN拉下MPPC的设定点。如果输入电压低于MPPC电压、电感电流减小到VIN上升到MPPC的设定点。
同样，TI bq25505采用采样网络的力量传递到设备维护优化MPP。工程师可以计划的MPP设定点使用外部电阻器和一个外部电容器的电压保持样本。例如，对于光伏电池与MPP，其开路电压百分之80，工程师可以设置电阻分压器百分之80的输入电压和网络将控制输入电压附近工作，采样基准电压。
低能量的水平又可从室内照明光源，应用电路通常需要补充电源来处理峰值负载，如无线通信爆发。对于这些要求，设计师可以将仪器ms412fe，松下BSG ml-1220，或其他小型充电电池储存多余的电力使用高峰时段的收获。为了支持这种方法，意法半导体的spv1040 LTC3105，线性技术，德克萨斯文书bq25505每提供一个完整的，集成的电池充电管理能力包括电池充电电压和电流调节功能。
结论
虽然室内照明和阳光的区别有时能愚弄人的眼睛，但室内照明的特性与自然光的强度和光谱不同。因此，室内能量收集提出的要求，在微妙的方式，从这些太阳能采伐。利用能量采集芯片和专用零部件，如单晶硅或非晶光伏电池，工程师能快速实现能够从室内照明来源的能量，有效地设计。
太阳能可以达到足够的水平为整个建筑和小城镇供电，室内照明呈现明显不同的特点。由于人的眼睛的显着的能力调整到一个非常广泛的照明水平，人们通常会认为在一个多云的天空和明亮的明亮的房间，例如在照明之间的相对差别不大。然而，收获的能量水平之间的不同。事实上，即使是最好的室内照明的功率密度大大低于太阳能，可以通过以下几个数量级（图1）不同。
图1：在某些情况下，室内照明的功率密度可能是数量级的幅度低于全太阳的，但人眼的动态范围往往掩盖了照明水平的差异。
PV的差异
这些差异直接转化为能量收集输出。太阳能电池优化的阳光可以产生约40毫瓦每平方英寸的阳光直射。相反，即使是大型高效结晶细胞会产生低于典型的办公照明光源一毫瓦。
在同一时间，光伏（光伏）电池用于室外和室内的能量收集的光谱灵敏度不同的性质，其各自的来源。在室外应用中使用的典型的太阳能电池的光谱灵敏度范围为500纳米至1100纳米。
室内光线包括人眼可见的波长和室内照明的光伏电池，强调这些波长。例如，单晶硅光伏电池如在ixolar系列提供更多的覆盖在较低的波长可见人类IXYS，达到300 nm（近紫外）到1100 nm（近红外）。事实上，他们的能力，以应对这一广泛的光谱范围，使它们适合于室内和室外应用。相比之下，非晶态细胞如Cymbet cbc-pv-01n和cbc-pv-02n，以及松下的薄膜电池系列到600 nm的光谱范围为300 nm的光谱灵敏度，提供更符合人眼的–和室内照明。、
不管电池类型，光照水平的差异有一个光伏电池的输出功率有一个戏剧性的影响。在一个给定的照明水平，光伏电池具有一个特性的功率曲线，在一个特定的电池电压的操作水平，达到其最大。如果电池电压可以上升或下降明显，最大功率点（MPP），电池输出功率下降。此外，如果光照水平达到光伏电池变化剧烈，MPP可以转移到更低或更高的电压（图2）。
图2：在照明水平的变化能引起最大功率点转移，导致次优的功率输出，除非能量收集的设计包含了方法的最大功率点控制（MPPC）。
为了帮助最大限度地提高输出功率，室外和室内的光能量收集系统的设计以保持PV操作电压在指定的MPP。在更复杂的系统，最大功率点跟踪（MPPT）算法动态修改电池的工作电压以确保轨道照明或操作条件的任何变化。而太阳能收割机不得不与云等通过的阴影，室内光线能量采集器可以面对戏剧性的差异取决于房间内照明的位置（图3）。因此，室内照明的能源收集系统需要使用类似的方法来建立和维护的MPP在最佳水平。
图3：虽然在一个房间里的光照差异往往被忽视，在桌面上的照明水平（电针）可以是10倍，比在同一个房间的天花板上，对一个用于室内照明的能源采集设备精心布局，并支持灵活的能量收集方法，以保持正确的最大功率点。
设备例如意法半导体的 SPV1040，Linear Technology 的 LTC3105 and 德州仪器的 BQ25505，提供一套完整的功能，让室内照明能量采集器实现相对很少的外部元件（图4）。与线性LTC3105和Ti bq25505对比，意法半导体的spv1040采用动态MPPT算法称为扰动观察（P＆O），增量修改电池工作电压直到找到MPP，允许设备跟踪照明的实质性变化，例如：
图4：专用集成电路如线性技术LTC3105只需要很少的外部元件，提供全面完整的能量收集解决方案–MPPC由单个电阻编程。
线性和钛设备使用方法（有时称为最大功率点控制，或MPPC）PV操作电压保持在一个水平，设置使用电阻器。例如，线性LTC3105的MPPC电路动态调节平均电感电流以防止输入电压低于阈值的MPPC（再次，见图4）。当输入电压大于MPPC电压，电感电流增加到VIN拉下MPPC的设定点。如果输入电压低于MPPC电压、电感电流减小到VIN上升到MPPC的设定点。
同样，TI bq25505采用采样网络的力量传递到设备维护优化MPP。工程师可以计划的MPP设定点使用外部电阻器和一个外部电容器的电压保持样本。例如，对于光伏电池与MPP，其开路电压百分之80，工程师可以设置电阻分压器百分之80的输入电压和网络将控制输入电压附近工作，采样基准电压。
低能量的水平又可从室内照明光源，应用电路通常需要补充电源来处理峰值负载，如无线通信爆发。对于这些要求，设计师可以将仪器ms412fe，松下BSG ml-1220，或其他小型充电电池储存多余的电力使用高峰时段的收获。为了支持这种方法，意法半导体的spv1040 LTC3105，线性技术，德克萨斯文书bq25505每提供一个完整的，集成的电池充电管理能力包括电池充电电压和电流调节功能。
结论
虽然室内照明和阳光的区别有时能愚弄人的眼睛，但室内照明的特性与自然光的强度和光谱不同。因此，室内能量收集提出的要求，在微妙的方式，从这些太阳能采伐。利用能量采集芯片和专用零部件，如单晶硅或非晶光伏电池，工程师能快速实现能够从室内照明来源的能量，有效地设计。