用光伏電池可產(chǎn)生多少功率取決于多種因素。電池的輸出功率與投射到電池上的光強(qiáng)度、電池的總面積以及電池的效率成正比。大多數(shù)光伏電池都規(guī)定在完全直射的太陽光 (1000W/m2) 下使用，但是在大多數(shù)應(yīng)用中，不可能有這么理想的條件。就依靠太陽光工作的設(shè)備來說，可從電池獲得的峰值功率可能非常容易變化，由于天氣、季節(jié)、煙霧、灰塵和太陽光入射角的變化，今天與明天相比有可能相差10倍。在充足的太陽光照下，晶體電池視電池特性的不同而有所不同，典型輸出功率約為每平方英寸40mW。面積為幾平方英寸的光伏電池足夠給多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器供電以及給電池涓流充電了。
相比之下，靠室內(nèi)照明光工作的設(shè)備可用能量要少得多。常見的室內(nèi)照明光的強(qiáng)度約為充足太陽光的0.25%(室內(nèi)照明光強(qiáng)度與太陽光強(qiáng)度的巨大差別難以察覺，因?yàn)槿搜勰苓m應(yīng)很寬的光照強(qiáng)度范圍)。室內(nèi)應(yīng)用可用的光照量低得多，因此呈現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。即使面積為4平方英寸的大型高效率晶體電池，在典型辦公室照明條件下，也僅能產(chǎn)生860μW功率。
選擇最大功率點(diǎn)控制電壓
圖4顯示了LTC3105 使用的最大功率點(diǎn)控制機(jī)制的模型。圖3顯示了光伏電池的功率曲線。請注意，當(dāng)電池電壓上升而離開峰值功率點(diǎn)時(shí)，光伏電池的功率就會(huì)從峰值點(diǎn)急劇下降。因此，一般更希望低于理想值而不是高于理想值的控制電壓，因?yàn)楣β是€在高壓端下降得更快。
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圖4 最大功率點(diǎn)控制機(jī)制
當(dāng)選擇MPPC跟蹤電壓時(shí)，各種不同的工作條件都必須考慮。一般情況下，最大功率點(diǎn)不會(huì)隨著照明條件的變化而顯著移動(dòng)。因此，有可能做到的是，選擇一個(gè)跟蹤電壓，以在很寬的照明強(qiáng)度范圍內(nèi)，保持靠近最大功率點(diǎn)工作。即使在極端照明情況下，工作點(diǎn)可能不是準(zhǔn)確地位于最大功率點(diǎn)上，輸出功率相比理性情況的降低通常也僅為5%～10%。
就圖5所示功率曲線而言，0.4V的MPPC電壓在兩種極端照明條件下都產(chǎn)生接近最大功率點(diǎn)的性能。在這兩種情況下，與最大功率點(diǎn)之間的電壓差約為20mV，從而產(chǎn)生了不到3%的功率損失。
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圖5 當(dāng)選擇最大功率點(diǎn)電壓時(shí)，選擇較低的電壓以避免電壓陡降
作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則，最大功率點(diǎn)控制電壓應(yīng)該約為光伏電池開路電壓的75%～80%。讓電池跟蹤這樣的電壓，所產(chǎn)生的電池輸出電流為短路電流的75%～80%。
在室外照明情況下給鋰離子電池充電
使用光伏電源的應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)之一是，在黑暗和光照量較低的情況下，輸入功率不足。就大多數(shù)應(yīng)用而言，這種挑戰(zhàn)使得有必要使用能量存儲(chǔ)組件，例如足夠大的超級(jí)電容器或可再充電電池，以在最長預(yù)期黑暗時(shí)間內(nèi)也能正常供電。
利用圖6所示的LTC3105電路和一個(gè)2英寸×1英寸的多晶光伏電池給鋰離子電池充電，所測得的充電電流曲線如圖7所示。圖7中上面的曲線顯示，在天氣晴朗、陽光充足的典型情況下的充電電流;下面的曲線則顯示，在陰云密布時(shí)觀察到的充電電流。即使在這類光照量很低的情況下，在整個(gè)白天也能保持250μA或更大一些的充電電流，這相當(dāng)于給電池提供了總共 6mAh 的充電。
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圖 6 鋰離子電池充電電路
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圖 7 兩平方英寸光伏電池的充電曲線