成本优化的太阳能供电公共服务基础设施

图 5：提供给电池的累计能量

Cumulative Energy Stored in Battery：存储在电池中的累计能量

with MPPT：启用 MPPT

without MPPT：停用 MPPT

Pacific Daylight Time：太平洋夏令时

可靠的高能效照明

由于最大输出功率现在可以高效率地存储在电池中，所以今天最可靠和最高效率地提供夜间照明的方式是采用 LED。旧金山市新引入了采用 LED 的公交站消耗 74.4 瓦功率，相比之下，之前的荧光灯照明公交站消耗 336 瓦功率。拥有成本也降低了，因为 LED 可持续使用的时间是荧光灯的 10 倍。此外，LED 要求用 DC 电源工作，非常适合于用太阳能电池板及电池提供的 DC 电源。荧光灯要求用范围一般在 200V 至 1500kV 的 AC 电压工作，当用 DC 电源工作时，需要昂贵和复杂的驱动器。另外，荧光灯泡所需的较高电压 AC 电源还会变成潜在无线通信的一个干扰源，下一节将对此加以阐述。LTM8042 恒定电流 LED 驱动器在效率、可靠性和便利性方面与 LTM8062 非常相似，为满足照明需求提供了一个有价值的解决方案。

图 6a 和 6b：采用升压型配置的 LTM8042 和 LTM8042-1

7V TO 8.4V：7V 至 8.4V

UP TO 16V：高达 16V

无论需要升压、降压或降压-升压型工作模式，LTM8042 和 LTM8042-1 都可以非常容易地配置为分别提供高达 1A 和 350mA 的恒定电流。在这个实验中，模拟的 8.4V 锂离子电池组会在约 7V 时提供其大部分能量，从而在采用 Cree 公司的中性白光 XLAMP XM-L LED 时，允许 LTM8042 支持一个高达 16V 的 700mA LED 串，以提供 1300 流明的光通量。采用同一个电池组，LTM8042-1 能以高达 350mA 驱动一个 24V 的 LED 串，从而在采用 Lumileds 公司的中性白光 Luxeon Rebel ES LED 时，提供 1040 流明的光通量。如果两个太阳能电池板串联叠置，以将 VMPP 提高到 26V，而且电池组电压提高到 16.8V，那么在 350mA时，采用 Xlamp XM-L LED 可实现高达 2880 流明的光通量，而采用 Luxeon Rebel ES 可实现 1430 流明的光通量。LTM8042 和 LTM8042-1 构成了一个在 3V 至 30V 输入电压范围工作的完整 LED 驱动器解决方案，而且仅需要很少的 3 个外部组件。

为了在黄昏和黎明时节省功率，LTM8042 支持两种调光方法。采用图 6b 所示的 PWM 输入可实现高达 3000:1 的调光比。采用一个电阻器或电压可以实现模拟调光。开关频率在 250kHz 至 2MHz 范围内可调，而且可以同步至一个高达 2.5MHz 的外部时钟，以适用于噪声敏感应用。

　　清晰的通信是关键

不管是 Wi-Fi、HSPA、LTE 抑或是其他无线标准，通信系统的功耗都在日益降低、而服务的区域则在持续扩大。无线通信是对公共服务基础设施的一种简易扩充。公共交通站点可将最新的实时服务信息传递给他们的乘客。售票处可办理乘客的电子付费。太阳能供电型传感器开始逐步应用于主要城市的街道中，可帮助驾驶者找到有空位的停车地点并由此缓解交通拥塞。在可能没有传统有线通信基础设施的场合中，如果系统是脱离电网的，那么向系统及/ 或从系统进行清晰的信息传递 (特别是无线通信) 的能力是很关键。

在无线通信中，低噪声辐射噪声解决方案对于改善信号接收与传输质量是很重要。凌力尔特公司提供了 8 款简单和易用的 DC/DC 降压型 µModule 稳压器产品，这些产品通过了 EN55022 Class B 辐射 EMI (电磁干扰) 规范的认证，并具有业界最高的额定输出功率。测试是采用标准的演示电路板来完成的，并可向所有的设计工程师提供演示电路板的 Gerber 文件。其 EMI 性能得到了由第三方所提供的独立测试报告的证实，相关的测试报告可以在线查阅。凌力尔特经过 EN55022 Class B 规范认证的降压型µModule 稳压器系列可接受高达 36V 的工作输入电压和高达 8A 的输出电流，并能在多个模块之间支持准确的输出电流均分，从而将输出电流能力提升至 32A。对于那些要对运行时间要求很高的无线通信网络进行设计的工程师们而言，他们已经发现这些器件是非常有用的工具。

结论

自助供电的智能城市基础设施的好处