一种精简高效型的电池充电设计
太阳能电源是今天更加关注环保的"绿色"社会热点问题。使用可再生能源的趋势日益增强,这种趋势不断导致诸如太阳能或风能等可选能源的增加。得到改善的技术连同这种趋势,正在使利用这些能源发电在经济上更加可行。需要大型电池板或电池板阵列的应用已出现于住宅和商业建筑物中。然而,在脱离电网 (此时,没有可用的线路电源) 的应用中,太阳能电池板也成为一种富有吸引力的发电替代方案。调节这种电池板提供的电源以给一个子系统中的电池充电,可使这种设备独立自主,并可位于偏远地区。一般情况下,这类单个电池板产生 <25W~30W 的功率,面积不到 4 平方英尺。更低功率的电池板可能更小。
太阳能供电的充电系统的目标是,不仅在白天直接给系统供电,而且在阳光最充足的时候给存储单元 (一般是电池) 充电,这样在夜间或阳光不充足的情况下,当电池板输出功率接近零时,电池就可以给系统供电。传统上,这些应用大部分使用密封铅酸 (SLA) 电池作为主要的存储单元,但是,随着应用的外形尺寸减小,锂化学组成正在变得越来越常见。在便携式和非便携式环境中,利用太阳能给这些电池充电正在日益成为主流。单块太阳能电池板有很多新出现的应用,其中包括坚固耐用的军用笔记本电脑、工业库存和销售点 (POS) 管理设备、远程检测单元、便携式汽车诊断设备、海洋太阳能浮标、路标照明、路边应急电话、人行横道指示灯照明、甚至太阳能供电的垃圾夯实机。
此外,在很多应用中也已经出现了磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池,这种电池比基于钴的锂离子聚合物电池 (典型值为 4.1V 或 4.2V) 提供更高的安全性和更低的浮置电压 (3.6V) 。这种化学组成也有其他很多基于钴的锂离子/聚合物电池所具有的优点,包括低的自放电速率和相对低的重量。此外,比较而言,LiFePO4 提供更长的周期寿命和总寿命、更高的峰值功率额定值、针对更高的热失控电阻而实现的更高安全性、以及更小的环境影响。与基于钴的锂离子/聚合物电池比较,LiFePO4 的缺点包括较低的能量密度 (容量) 以及如果新电池太早"深度循环",易于永久失效。
设计问题
一般情况下,从太阳能电池板抽取峰值功率或者非常昂贵 (因为使用太阳能电池稳压器模块) ,或者难以实现,一般需要利用微控制器和大量分立组件的复杂电路。这些全含式、最大峰值功率跟踪 (MPPT) 模块传统上以大型电池板电源应用为目标,例如住宅或商务大楼,但是,随着所发现太阳能电源的用途越来越多,市场应用情况正在改变。
对于给定数量的光能来说,太阳能电池板有某一个输出电压,在这个输出电压时,产生峰值输出功率。电池板内部的旁路二极管可能产生复杂的功率与电流特性,当电池板上有部分光线被遮住时,这类特性不容易优化。不过,目前市场上几乎所有规定最大输出功率低于 25W~30W 的 12V 系统太阳能电池板都是由简单的串联电池配置构成的,没有旁路二极管。这种类型的配置产生位于窄的电池板输出电压频带内的峰值输出功率,而不管光照条件。视电池板特性的不同,峰值功率可能从 12.5V 至 18.5V 的电池板电压产生。
磷酸铁锂电池可能不可用标准锂离子/聚合物电池充电器充电,考虑到这类电池 3.6V 的较低浮置电压特性,如果没有正确充电,可能导致对电池不可修复的损坏。准确的浮置电压充电将延长电池寿命。充电预查验 (涓流充电) 还有助于避免损坏电池,尤其是在深度放电时。
目前缺乏具内置充电终止功能 (以 >20V 的高压工作) 的太阳能供电单片 (内置电源电路) 电池充电器 IC 解决方案。有一些暂时的解决方案可以完成这个任务,尤其是获得太阳能的能力。不过,这些解决方案大且复杂,需要很多外部组件,并占用宝贵的 PCB 面积。
总结一下关键的设计问题:
·利用目前的解决方案从太阳能电池板抽取峰值功率或者非常笨重,或者非常昂贵
·缺乏具内置充电终止功能 (以 >20V 的高压工作) 的太阳能供电单片电池充电器 IC 解决方案
·磷酸铁锂电池有较低浮置电压的特殊充电需求,但是与锂离子/聚合物电池相比有一些优点
一个简单的解决方案
任何要满足上面讨论的设计限制条件的解决方案都必须是紧凑、高压和单片的,是一个能够用内置充电终止功能应对太阳能电源输入电压变化和多种电池化学组成的解决方案。这样的器件将成为提高全球能量获取与保存应用安装量的促进因素。
太阳能电源能力和多种化学组成电池的运行
LT3652 IC 是以凌力尔特公司受欢迎和具强大实力的 LT3650 系列为基础而开发的。它是一个创新、具太阳能电源跟踪功能、单
- 什么是光伏效应?(01-19)
- 21世纪的绿色能源—太阳电池(01-06)
- 利用太阳能电池进行在线涓流充电的电路(01-09)
- 锂电池充电器设计技巧:从太阳能电池获取更大功率(02-19)
- 基于MPPT的智能太阳能充电系统研究(03-21)
- 太阳能电池的原理及制作(05-30)
- 婵°倕鍊瑰玻鎸庮殽閸モ晙鐒婇柛鏇ㄥ灱閺嗐儳鈧鎮堕崕鎶藉煝閼测晜鏆滈柛顐g箓閹鏌熺€涙ê濮囬柣鎾规硶閹峰顢橀悢鍛婄暚缂備礁顑呴鍛淬€冨⿰鍛晳闁跨噦鎷�
闂佺ǹ绻堥崝宥夊蓟閻斿憡濯寸€广儱鎷嬮崝鍛槈閺冨倸孝闁汇劎濮甸敍鎰板箣濠婂懐鎳囨繛鎴炴尰濮樸劑鎮¢敍鍕珰闁糕槅鍘剧粈澶愭煙缂佹ê濮囩€规洖鐭傞幆宥夊棘閸喚宀涢悗瑙勬偠閸庢壆绱為弮鍫熷殑闁芥ê顦~鏃堟煥濞戞ǹ瀚板┑顕呬邯楠炲啴濡搁妷锕€娓愰梻渚囧亞閸犳劙宕瑰鑸碘拹濠㈣埖鐡曠粈瀣归崗鍧氱細妞ゎ偄鎳橀幆鍐礋椤愩倖顔忔俊顐ゅ閸ㄥ灚瀵奸幇顔剧煓閻庯綆浜為悷锟�...
- 婵炴垶鎼╅崢鐐殽閸モ晙鐒婇柛鏇ㄥ灱閺嗐儳鈧鎮堕崕鎶藉煝閼测晜鏆滈柛顐g箓閹鏌熺€涙ê濮囬柣鎾规硶閹峰顢橀悢鍛婄暚缂備礁顑呴鍛淬€冨⿰鍛晳闁跨噦鎷�
缂備緡鍣g粻鏍焵椤掑﹥瀚�30婵犮垼鍩栧畝绋课涢鍌欑剨闁告洦鍨奸弳銉╂煕閳哄喚鏀版い鏂垮閹风娀宕滆閺屻倝鏌ㄥ☉妯侯殭缂佹鎸鹃埀顒傤攰閸╂牕顔忕捄銊﹀珰闁规儳鎳愮粈澶愭煕閺傜儤娅呮い鎺斿枛瀹曘劌螣閻戞ê娓愰梻渚囧亞閸犳洟骞撻鍫濈濡鑳堕鍗炩槈閹垮啩绨婚柟顔奸叄瀵粙鎮℃惔锝嗩啅婵☆偆澧楅崹鍨閹邦喚鐭欓悗锝庝簽閻熷酣鏌i妸銉ヮ伂妞も晪绠戞晥闁跨噦鎷�...
- Agilent ADS 闂佽桨鐒﹂悷銉╊敆閻旂厧鏄ョ痪顓炴媼閸炴煡鎮归崶褍鈷旈柍璇插悑缁鸿棄螖閸曞灚顥�
婵炴垶鎸婚幐鎼侇敊瀹ュ绠抽柛顐秵閸わ箓鏌ㄥ☉妯垮闁告瑥绻樺Λ鍐閿濆骸鏁奸柣鐔哥懐閺嬪儊S闂佸憡鑹剧€氼噣锝為幒妤€绀夐柣鏃囶嚙閸樻挳鏌涘⿰鍐濞村吋鍔楃划娆戔偓锝庝簽鐎瑰鏌i姀鈺冨帨缂侀亶浜跺畷婵嬪煛閸屾矮鎲鹃梺鐑╁亾閸斿秴銆掗崼鏇熷剹妞ゆ挾濮甸悾閬嶆煛閸愩劎鍩f俊顐ユ硶閳ь剚鍐荤紓姘辨閻у挷S...
- HFSS闁诲孩鍐荤紓姘卞姬閸曨垰鏄ョ痪顓炴媼閸炴煡鎮归崶褍鈷旈柍璇插悑缁鸿棄螖閸曞灚顥�
闁荤姍鍐仾缂佽鐒︾粙澶愬箻閹颁礁鏅欓梺鐟版惈閻楁劙顢氶幎鑺ユ櫖閻忕偠妫勫鍧楁⒒閸稑鐏辨い鏂款樀楠炴帡宕峰▎绂⊿闂佹眹鍔岀€氼剚鎱ㄥ☉銏″殑闁芥ê顦扮€氭煡骞栫€涙ɑ鈷掗柡浣靛€濋弫宥囦沪閽樺鐩庨梺鍛婃煛閺呮粓宕戝澶婄闁靛ň鏅滃銊х磼椤栨繂鍚圭紒顔芥そ瀹曠兘寮跺▎鎯уΤ婵炴垶姊绘慨鐢垫暜婢舵劕绠垫い鈥抽敪SS...
- CST閻庣敻鍋婇崰妤冧焊濠靛棭鍟呴柕澶堝€楃粙濠囨倵楠炲灝鈧洟鎮$捄銊﹀妞ゆ挾鍠愬▓宀€绱掔€n亶鍎忔い銊︾矌閹叉鏁撻敓锟�
闂佸搫顦€涒晛危閹存緷铏光偓锝傛櫅閻︽粓鎮规担绛嬪殝缂佽鲸绻堝畷妤呭Ω閳哄倹銆冮柣鐘辩瀵泛顔忕欢缍璗闂佸憡鑹剧€氫即濡村澶婄闁绘棁顕ч崢鎾煕濠婂啳瀚板ù鍏煎姉缁瑧鈧綆浜炵€瑰鏌i姀鈺冨帨缂佽鲸绻堝畷婵嬪煛閸屾矮鎲鹃棅顐㈡祩閸嬪﹪鍩€椤掑倸鏋欓柛銈嗙矌閳ь剚鍐婚梽鍕暜婢舵劕绠垫い鈥愁敍T闁荤姳鐒﹀畷姗€顢橀崨濠冨劅闁哄啫鍊归弳锟�...
- 闁诲繐绻愮€氫即銆傞崼鏇炴槬闁惧繗顕栭弨銊╂煕閳哄喚鏀版い鏂垮閹风娀宕滆閺岋拷
婵炴垶鎸稿ú锝囩箔閳ь剙螖閸屾惮鎴﹀Χ婵傚摜宓侀柛鎰级閸曢箖鎮硅閸ゆ牜妲愬┑鍥ㄤ氦婵炲棗娴烽弰鍌炴偣閸パ冣挃闁宠鍚嬬粙澶嬫姜閹殿喚鈽夐梺闈╄礋閸斿矂鎯冮悩绛圭矗闁瑰鍋涜灇闂佸搫鐗滈崹鍫曘€傞锕€鏄ラ柣鏃€鐏氭禍锝夋倶閻愬瓨绀冮悗姘辨暬閹虫ê顫濋崜褏顦梺鐟扮仛閹搁绮崨鏉戦敜婵﹩鍓涢弶浠嬫煟閵娿儱顏х紒妤佹尰缁嬪顫濋鍌氭暏缂佺虎鍘搁崑锟�...
- 閻庣敻鍋婇崰妤冧焊濠靛牅鐒婇柛鏇ㄥ灱閺嗐儲绻涢弶鎴剶闁革絾妞介獮娆忣吋閸曨厾鈻曢梺绯曟櫇椤㈠﹪顢欓崟顓熷珰闁告挆鈧弻銈夋煕濮橆剛澧︽繛澶涙嫹
闁荤姵鍔﹂崢娲箯闁秴瑙﹂柛顐犲劜閼茬娀鏌¢崶銊︾稇闁汇倕瀚伴獮鍡涙偑閸涱垳顦紓鍌氬暞閸ㄧ敻宕规惔銊ノュ〒姘e亾妞わ絽澧庨幏顐﹀矗濡搫纾块梺闈涙閼冲爼濡靛顑芥灃闁靛繒濮甸悵銈夋煏閸℃洘顦峰ǎ鍥э躬瀹曪綁鏌ㄧ€n剛鍩嶉梺鎸庣☉閺堫剟宕瑰⿰鍛暫濞达絽婀辨竟澶愭煛瀹ュ妫戠紒銊ユ健閺屽懘鏁撻敓锟�...