用创新的 80V 降压-升压型铅酸和锂电池充电控制器 简化太阳能供电应用的电池充电

问题。就任意给定太阳能供电系统而言，固件开发和调试可能需要大量时间。如果太阳能电池板的最佳功率提供点可以低于、等于或高于电池电压 (这是非常常见的情况)，那么会需要更加复杂的降压-升压型拓扑。降压-升压型拓扑允许真正的双向隔离 (与降压型拓扑相比，如果电池板没得到光照，那么它可能通过 NMOS 的体二极管和电感器耗尽电池电量)。 为保护电池，需要恰当的电压终止。最后，既然电池板不是可靠的电源，那么就需要电池原地充电 (充电器给电池馈电，且负载连接到电池)，在这种情况下，电池既是电源，又作为"缓冲器"使用。

什么是最大功率点跟踪 (MPPT)，为什么需要 MPPT?

最大功率点跟踪这种方法有助于在所有工作条件下从太阳能电池板抽取最多能量。以下列举了某些这类非理想工作条件：

• 电池板部分被遮挡 (树叶、鸟粪、阴影、雪等)
• 电池板的温度变化
• 电池板老化

例如，在离网太阳能电池板系统中，电源系统故障代价高昂。客户希望尽可能从电池板抽取最多能量。此外，他们希望最大限度延长两次太阳能供电系统维护之间的正常运行时间。

真正的有源 MPPT 会找出所有条件下的最佳工作点。这会降低系统总体成本，因为可以使用最小的电池板或最小的电池，从而减少过度设计系统的需求。真正的 MPPT 会发现最佳峰值功率点，并剔除假的局部最大功率点，这种局部最大功率点在部分被遮挡的电池板中很常见 (注：电池板部分被遮挡时的供电模式由电池板内部旁路二极管的数量和安排决定)。

一种简单的 IC 解决方案

解决上述问题的 IC 充电解决方案需要具备以下即使不是全部、也是很多特性：

• 最短的软件和固件开发时间
• 灵活的降压 / 升压型拓扑
• 有源 MPPT 算法
• 简单、自主运行 (无需微处理器)
• 面向各种不同电池化学组成的终止算法
• 原地充电  ─  向负载供电的同时给电池充电
• 宽输入电压范围以适合各种不同的电源
• 宽输出电压范围以应对多个电池组
• 高输出 / 充电电流
• 小型、扁平解决方案
• 先进的封装以提高热性能和空间占用效率
• 成本效益的解决方案

典型的复杂太阳能电池充电系统由一个 DC-DC 开关电池充电器、一个微处理器和几个 IC、以及分立式组件组成，以实现最大功率点控制 / 跟踪功能。另一种可能的解决方案是太阳能模块。不过这些解决方案费用高昂、复杂而不易设计 (需要软件、固件等)，而且往往锁定到假的太阳能电池板最大功率点上，因此无法以尽可能高的效率运行。幸运的是，由于凌力尔特推出了 LT8490 降压-升压型太阳能供电电池充电控制器，所以有了一种简单易用的解决方案。

一种高效率太阳能供电解决方案

凌力尔特已经开发了一种简单、创新的高压降压-升压型充电控制器 IC，该 IC 专门针对太阳能应用，既不需要开发软件也不需要开发固件，因此极大地缩短了产品上市的进程。

图 4 所示 LT8490 是一款面向铅酸和锂电池的同步降压-升压型电池充电控制器，具备自动最大功率点跟踪和温度补偿功能。该器件的输入电压可以高于、低于或等于稳定的电池浮置电压。LT8490 的全功能电池充电器提供很多可选恒定电流恒定电压 (CC-CV) 充电曲线，非常适合给各种锂或铅酸化学组成的电池充电，包括密封铅酸电池、凝胶电池和富液式铅酸电池。所有充电终止算法都内置在芯片中，从而无需软件或固件开发，因此节省了设计时间。

图 4：LT8490 的典型应用电路

LT8490 在很宽的 6V 至 80V 输入电压范围内工作，采用 4 开关同步整流和单个电感器就可产生 1.3V 至 80V 电池浮置电压输出。视外部 FET 选择的不同而不同，该器件能够提供高达 10A 的充电电流。LT8490 的 MPPT 电路能够在太阳能电池板的整个工作范围内工作，即使电池板部分被遮挡而导致存在局部最大功率点，它也能找出真正的最大功率点。一旦发现真正的最大功率点，LT8490 就在该点上工作，同时运用高频抖动方法快速地跟踪局部最大功率点的变化。通过这种方法，即使在非理想工作环境中，LT8490 也能够充分利用太阳能电池板产生的功率。

MPPT的全面搜索如图 5 所示。黄