针对脉冲负载应用的简易太阳能电池板最大功率点追踪解决方案

计算出所需大容量输入电容的大校例如，假设一个遥感电路要求 250mA 电流下电压为 3.3V（825 mW），且供电时间为 15 ms。对于包含有测量器件、微处理器和 RF 发射器的系统而言，这是一种基本需求。

在确定负载的功率需求以后，我们需要计算出 C3 的要求值。首先，为负载供电所需的输入电流可以通过方程式 1 计算得到：

V_IN为图1所示"点1"和"点2"之间的平均太阳能电池板电压，而η为给定输出功率的电源效率。请注意，V_IN 约为 7.8V 且输出功率为 825mW 时，电源效率一般为 87% 左右。利用这些数值，可以计算得到 I_IN=122mA，远大于图 1 所示太阳能电池板的输出能力，因此 C3 必须存储足够的能量，以提供缺少的那部分电流，并且持续时间为 15 ms。方程式 2 根据负载要求和太阳能电池板特性，计算出要求的 C3 值：

V_P1和V_P2为"点1"和"点2"之间的电压，使用这种太阳能电池板时，它们分别约为 9V 和 6.5V，其与放电时 C3 的电压变化相对应。t_ON 时的要求负载工作时间为 15ms。最后，I_panel(Avg) 为电池板工作在其 90% 最大功率点以下时，太阳能电池板所提供的平均电流。如图 1 所示，该电流约为 19mA。

由方程式 2，我们可以知道 C3 应大于 618 µF。使用 680-µF 电容，可以在器件工作时提供一定的裕量。

开启引脚分压器计算

R1、R2 和 R3 共同形成了一个具有开启 (EN) 引脚磁滞的完全可配置分压器。方程式 3 和 4 用于设置电阻器值：

我们首先选择 R1，而 1 M? 是一个较为合适的起始值。这样，通过计算，可以得到 R2 为 153.8 k?。我们选择最接近标准值 154 k?。R3 应为 60.9 k?，而60.4 k? 是最接近标准值。

其他最大功率点追踪电路配置

可使典型应用受益的另一种可配置特性是，利用电源良好 (PG) 输出来控制负载的开启 (EN) 输入。当电源关闭时，PG 引脚保持低电平。仅当电源开启且输出电压在调节状态下时，上拉电阻器 R6 将其拉高。把 PG 输出直接连接至负载EN输入，可使负载保持关闭，直到输入电压升至 V_P1 以上且输出电压高到足以正常驱动负载为此。由于输入电压降至 V_P2 时电源关闭，因此 PG 引脚被有源拉低，从而又让负载关闭。这种配置，可以保证仅在其电源电压处于调节状态下时才开启负载，从而避免出现可能会破坏负载性能或者数据的低电源电压。

测试结果

图 3 显示了运行中的最大功率点追踪电路。电池板电压 V_IN 保持在 9V 和 6.5V（分别为 V_P1 和 V_P2）之间。一旦 V_OUT 进入调节状态，负载开启，并且获取 250mA 电流。当电池板电压降至 6.5V 时，V_OUT 关闭，并从而关闭负载电流。太阳能电池板始终提供19mA的平均电流。图 3 中，负载拥有约 18ms 的运行时间，可以满足 15ms 要求。该运行时间并未与上述计算结果完全一致，而 C3 值有所增加，超出了计算结果。

图 3 90% 最大功率点以下工作的最大功率点追踪电路

图 4 用来自 C3 的电流 I_Cap 的轨迹线，代替图 3 所示输出电压轨迹线。V_IN下降时，来自电容的电流为正-电容向电源提供其存储能量，之后负载获得该能量。一旦负载关闭，由于电池板电压降至 6.5V，并且电源关闭，C3 提供的电流变为负-电容通过电池板再充电，为下一个周期存储能量。电池板电压足够高的情况下，当电源开启时，来自 C3 的电流在负载开启以前出现短暂尖峰。启动期间，需要 C3 提供更多的输入电流。

图 4 90% 最大功率点以下工作的电路的大容量输入电容 (C3)

结论

本文论述了一款简单且低成本的太阳能电池板最大功率点追踪电路，其适用于脉冲负载系统，例如：通过 RF 发射器发送数据的遥测系统。另外，我们还可以对这种拓扑结构进行相应配置，用于任何太阳能电池板和脉冲负载系统。

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