安森美NCP1294太阳能充电控制器及其设计要点

        最后一种情况是输入和输出的连接都不正确。在这种情况下，如果设计人员实施了第二和第三种保护，输入和输出都将受到保护。设计人员不应忽略电压抑制器，它安装在瞬态电压的输入端，其极性可能正确或不正确。因此，重要的是要有双向瞬态抑制器，能够承受正常反极性电压而不会损坏。

电池充电

        铅酸电池充电有三个阶段：恒流充电或大电流充电、吸收或恒压模式，以及浮充电。在大电流充电期间，电流保持恒定，这是由NCP1294脉冲电流限制和电流设置电路的脉冲完成的。除非最大功率点低于这个水平，电流都将保持在设计人员或用户设定的充电速率，此时将充电到最大功率点调整率。

OOV比较器

        NCP1294配备了一个OOV比较器，可以监测输出电池电压，以确定是否反馈机制已损坏，或远程检测受到超过电池温度补偿的电池电压的影响。当断开OOV时系统关闭。比较器可用在系统输入或系统输出，但推荐用作输出的故障安全机制。当使用单电池系统时，可以使用18V的触发点(trip point)或基于充电状态设置触发点。如果使用浮动电压状态，需要设置15 V为触发电压。

OUV功能

        NCP1294的欠压锁定功能(OUV)功能可监测转换器的输入电压，以确定是否输入电压水平会导致热问题。OUV可以独立监测输入电压，以确保输入电压在理想水平，从而提供最大输出功率。

OTP功能

        由于太阳能控制器可能以不恰当的方式使用，建议对降压主开关的温度进行监测，以确定它是否超过了最高温度水平。如果主MOSFET的温度已超过了适当的水平，过温保护(OTP)可以抑制电流以减少系统功耗。

热管理

        NCP1294是一个低功耗器件。一旦确定了IC功耗，设计人员可以计算出所需的热阻抗，以保持最差环境温度下指定的结温。太阳能控制器的热性能受PCB布局影响很大。在设计过程中应格外小心，以确保IC和电源开关在建议的环境条件下工作。任何电源设计都应进行适当的实验室测试，以确保在最差工作条件下设计所需的功耗。在测试过程中考虑的变量应包括最高环境温度、最小气流、最大输入电压、最大负载和元件变化(即最差情况下MOSFET的RDSON)。

太阳能电池板

        NCP1294评估板支持的太阳能电池板在5 W和120 W之间。这里考虑的是行业标准类型的太阳能电池板。最常见类型的太阳能电池是晶体硅，它有两种主要类型：单晶硅和多晶硅。单晶硅能效最高，但生产也比较昂贵，通常仅限于商业和住宅应用。非晶太阳能电池板由涂覆在不锈钢或类似材料上的熔融硅薄膜构成。晶体结构非常脆弱，通常夹在两片玻璃之间，以利于保护。单晶硅的效率为18％，多晶硅为15％，非晶态为10％。

 
图6：太阳能控制器电路板

        利用这个功能丰富而灵活的解决方案，工程师可以根据不同太阳能电池板的要求开发出适用的产品，让最终用户享用到先进半导体技术带来的便利和更好的使用体验。

参考资料：

1. “Theory and Applications of the NCP1294, Switching Controller, and Associated Circuits for Lead Acid Battery Charging from a Solar Panel with Maximum Peak Power Tracking (MPPT)”设计注释，http://www.onsemi.cn/pub/Collateral/AND8490-D.PDF，安森美半导体
2. NCP1294数据表，www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1294−D.PDF，安森美半导体
3. NCP1294太阳能充电控制器设计注释，http://www.onsemi.cn/pub/Collateral/TND346-D.PDF，安森美半导体
4. 太阳能供电LED街道照明培训材料，http://www.onsemi.cn/pub/Collateral/TND346-D.PDF，安森美半导体