产生清洁能源，促成“绿色”环境

图 1：LT8705 太阳能电池板电池充电器方框图

TO INDUCTOR CURRENT SENSE CIRCUITS：至电感器电流检测电路

伺服指示器

在图 1 所示方框图中，LT8705 用其内置的 EA3 误差放大器监视太阳能电池板的输入电压，以确保该电压不会出故障。该器件还用一个使用 EA1 误差放大器的恒定电流源给 4 个串联的铅酸电池充电。尽管 LT8705 有 4 个伺服引脚，但是为清晰起见，这个例子仅显示了其中的两个。电池充电器电流源是在 LT8705 的控制，以提供 5A 充电电流，如红色 LED 指示器所示。不过，如果太阳能电池板电压降至低于预定电压，那么 LT8705 就会降低充电电流，以防止太阳能电池板电压出故障。方框图中未显示的其他两个伺服引脚是输入电流和输出电压引脚。如果需要最大功率点跟踪 (MPPT)，那么所有这些伺服指示器都非常有用。

完整的 LT8705 原理图如图 2 所示，该电路在 28V 至 72V 的宽输入电压范围内工作，就太阳能应用而言，这一范围足够覆盖太阳能电池板的输入范围了。有 4 个外部 MOSFET，允许这个电路用作同步降压 / 升压型转换器，并配置为电流源，以给 4 个而每个为 12V 的铅酸电池充电。

图 2：完整的 LT8705 太阳能电池充电器应用原理图
FOUR EACH 12V LEAD ACID BATTERIES：4 个而每个为 12V 的铅酸电池
TO DIODE：至二极管
28V TO 72V：28V 至 72V

电源开关控制
图 3 所示是一个简化图，显示了 4 个电源开关怎样连接至电感器、VIN、VOUT 和地。

图 3：由 LT8705 驱动 4 个 MOSFET 开关的简化图

当 VIN 显著高于 VOUT 时，该器件将以降压模式工作。在这个工作区域内，M3 始终断开，M4 则始终接通，除非在以突发模式或断续模式工作时监测到了反向电流。在每个周期开始时，同步开关 M2 首先接通，由一个内部放大器检测电感器电流。斜率补偿斜坡被加到检测到的电压上，然后比较这个电压和基准电压。在所检测的电感器电流降至低于这个基准时，开关 M2 断开，M1 (同步整流器) 在该周期的剩余时间内保持接通。开关 M1 和 M2 将交替工作，表现得就像一个典型的同步降压型稳压器一样。

随着 VIN 和 VOUT 变得相互接近，占空比会下降，直至达到降压模式时转换器的最小占空比为止，然后该器件进入降压-升压区，所有 4 个 MOSFET 都以开关模式工作。

当 VOUT 显著高于 VIN 时，该器件将以升压模式工作。在这个工作区域内，M1 始终接通，M2 则始终断开。在每个周期开始时，开关 M3 首先接通，由一个内部放大器检测电感器电流。在所检测的电感器电流上升至高于基准电压时，开关 M3 断开，开关 M4 在该周期的剩余时间内保持接通。开关 M3 和 M4 将交替工作，表现得就像一个典型的同步升压型稳压器一样。

双向超级电容器充电器

LT8705 还可配置为双向超级电容器充电器，如图 4 的简化原理图所示。这个电路靠一个具备 12V 标称输入电压的 PCI 背板工作。当输入电压存在时，电源直接向系统负载 DC/DC 转换器供电，并通过隔离二极管向 LT8705 超级电容器充电器电路供电。用 1A 充电电流给 6 个串联的超级电容器充电至 15V。当去掉 12V PCI 背板输入时，LT8705 就反向工作，将超级电容器的能量供给 12V 负载。在这种模式时，可以提供高达 6A 的电流。

通过这种方式，单个双向电源取代了两个传统脉冲宽度调制电源，从而大幅节省了成本、减少了器件数量。此外，由于无须额外的电源布线 / 管理，因此减少了器件数量、降低了额外电路可能导致的功率损耗。

 

图 4：简化的 LT8705 双向超级电容器备份电路

BACKPLANE：背板
POWER FLOW：电源供电流向
LOADS：负载
LIMIT CAP CHARGING CURRENT TO 1A：将电容器充电电流限制为 1A
REGULATE CAPS TO 15V：将电容器电压调节至 15V

故障情况

LT8705 在某些工作情况下激活故障序列。如果发生了这些情况中的任一种，例如过流或过压情况，那么就禁止内部开关和时钟输出。同时，超时序列开始提供，这时软启动功能需要重新初始化。如果故障持续，例如在过流情况下，那么将不允许软启动功能重新启动转换器。故障情况消除且预定超时周期结束之后，转换器将重新启动，启动速率视分配给 LT8705 软启动引脚的电容器值而定。超时周期减轻该器件以及其他下游电源组件的电气和热量压力。

结论

显然，全世界的公用事业公司都将在未来几年提高电价。因此，用太阳能电池板产生清洁能源，可以降低甚至有可能消除消费者对电力公司的依赖。这将不可避免地导致安装很多太阳能供电系统。然而，由于太阳能电池板的配置、相对大小和数量不同，所以太阳能电池板会提供很多种电压和功率。这么多种电压和功率可能导致需要多个电源级，以提供所希望的输出电压和最大功率。幸运的是，具备宽输入电压范围和 4 个调节环路的 LT8705 可以减少提供高效率简化解决方案所需的电源级数量，从而简化了系统设计师的设计工作。最后，清洁能源发生器的一个附带好处是，将为我们所有人创造一个更加"绿色"的环境。