使用遲滯控制器簡化小型太陽能系統(tǒng)

10W-100W范圍內(nèi)的基于電池的太陽能系統(tǒng)通常使用開關(guān) 用于控制電池充電的調(diào)節(jié)器。這些具有高效率的優(yōu)點 并且便于峰值功率點跟蹤，但代價是電感器、電路 復(fù)雜性和噪音。作為開關(guān)穩(wěn)壓器的更簡單替代方案，線性 在高達約20W的應(yīng)用中，控制是可行的。雖然簡單而安靜，但線性 充電控制器產(chǎn)生熱量，必須通過散熱器排出。 散熱器的體積、成本和裝配復(fù)雜性在某種程度上抵消了線性 充電控制器相對于開關(guān)穩(wěn)壓器方法的優(yōu)勢。

一個遲滯控制器，只需 連接或斷開太陽能電池板 根據(jù)需要限制電池的狀態(tài) 的電荷提供極好的陽極， 一個沒有電感器，復(fù)雜性， 噪音和散熱。

串聯(lián)和并聯(lián)遲滯開關(guān) 拓?fù)涫强赡艿?。A系列配置 打開與太陽能的連接 面板，當(dāng)電池達到其 最大充電電壓，然后重新連接 當(dāng)電池電壓降至 較低的閾值。主要困難 與串聯(lián)配置正在驅(qū)動 高邊開關(guān)，需要 用于N溝道實現(xiàn)的電荷泵 或高壓、高側(cè)柵極 用于p溝道MOSFET的驅(qū)動電路。

優(yōu)選的分流布置是 如圖 1 所示。在這種情況下，開關(guān) （S1） 當(dāng)電池電壓關(guān)閉 低于某個閾值，允許 太陽能電池板電流為電池充電。 當(dāng)電池電壓超過 第二個更高的閾值，開關(guān) 打開以將太陽能電池板電流轉(zhuǎn)移到 地。二極管D1隔離電池 當(dāng) S1 使太陽能電池板短路時。開關(guān) 可通過 N 通道輕松實現(xiàn) MOSFET，由輸出直接驅(qū)動 的接地參考比較器。

圖1.并聯(lián)模式遲滯開關(guān)調(diào)節(jié)小型太陽能系統(tǒng)中的電池電量。

圖2顯示了完整的分流充電 用于 12V 鉛酸電池的控制器 采用一個 LTC2965 100V 微功率 電壓監(jiān)視器作為控制元件。 雖然它不監(jiān)控 100V 在此應(yīng)用中，LTC2965 的 3.5V 至 100V 工作范圍 涵蓋正常電壓范圍 12V電池，余量很大。

圖2.并聯(lián)模式遲滯調(diào)節(jié)器。跳變點在 0°C 至 50°C 范圍內(nèi)進行溫度補償。

LTC2965 包含一個 ~78M、10：1 監(jiān)控電池的分頻器 電壓在 V在針。閾值為 由精密 2.412V 基準(zhǔn)產(chǎn)生 通過單獨的外部分隔器， 并與衰減的 V 的版本在.這種安排 無需精確、高 主分壓器中的值電阻。

遲滯是通過切換 比較器的反相輸入返回和 在高閾值和低閾值之間四分五裂 在 INH 和 INL 引腳上設(shè)置。這些旅行 點數(shù)決定電池的電壓 充電開始和結(jié)束。

其他重要功能包括 LTC2965 的低功率操作 （40μA 包括Q1柵極在內(nèi)的總電源電流 驅(qū)動器），內(nèi)置 0.5% 精度參考， 和滯后操作 獨立閾值調(diào)整。

操作如下。最初，使用 電池電壓小于13.7V 比較器輸出低，Q1關(guān)斷， 允許所有可用的太陽能電池板電流通過D1到達電池，并且 負(fù)荷。當(dāng)電池充電時，其電壓 上升并在達到上限充電時上升 限值為14.7V，Q1導(dǎo)通，短路 太陽能電池板接地。D1隔離電池 從分流路徑。隨著 Q1 的開啟， 電池電壓下降的速率取決于 電荷狀態(tài)和大小 負(fù)載電流。當(dāng)電池電壓 達到浮動下限13.7V，Q1 關(guān)閉，面板電流為一次 再次，應(yīng)用于電池和負(fù)載。

此收費方案共享某些 循環(huán)充電和涓流的屬性 充電。初始收費收益 直到電池電壓達到14.7V， 此后電路開始脈沖 充電以完成該過程。

正確調(diào)整電池尺寸很重要 以及用于特定應(yīng)用的太陽能電池板。 作為一般規(guī)則，請選擇最大值 或“峰值”面板電流等于 10× 24 小時內(nèi)平均負(fù)載電流 周期和電池安培小時容量 等于 100×這個相同的平均值 數(shù)字。36節(jié)電池面板的峰值電流為 按除小組索賠額估算 “營銷”瓦特 15。一個15W的面板可以 預(yù)計最大可產(chǎn)生 ~1A 有利條件下的輸出電流， 但這應(yīng)該通過實際測量來驗證 審議中的小組。

這些關(guān)系派生于 加利福尼亞州米爾皮塔斯將提供 4 天的跑步時間 使用無輔助電池電源的時間，使用 面向最大冬季的面板 日曬。在圖2的情況下，電路 設(shè)計用于連續(xù) 100mA 負(fù)載（2.4Ah/天），指示使用 1A 面板和 10Ah 電池。有點 圖 2 中指定的更小電池 體積過小，運行約3天 時間，被剝奪了任何太陽能輸入。

充電閾值為溫度 由NTC熱敏電阻在 0°C 至 50°C 范圍。如果在受控環(huán)境中操作 環(huán)境、溫度補償 是不必要的，熱敏電阻 和 150k 電阻器可以替換為 固定，249K 單位。對于希望 消除由1%電阻引入的誤差， 圖 3 顯示了一個簡單的方案 將充電閾值調(diào)整±250mV。

圖3.±250mV 微調(diào)方案。添加到 V裁判和圖 2 中的 INH 引腳。

雖然太陽能電池板通常是定向的 收集每個最大總能量 年，一個獨立的系統(tǒng)必須是 針對在各種條件下運行進行了優(yōu)化 最小季節(jié)性日照， 為巧合天氣提供津貼 模式。主要關(guān)注的是太陽能 面板取向，這是一門科學(xué) 本身。理論理想的計算， 固定方向相對簡單; 然而，許多非理想 包括大氣散射、霧、 云、陰影、地平角等 因素使這門科學(xué)充其量是不準(zhǔn)確的。

是呢環(huán)保局：郭婷