太陽能板電池充電器的設(shè)計(jì)方案

　　低功率電子技術(shù)的發(fā)展允許將電池供電的傳感器和其他設(shè)備安置在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地方。在理想的情況下，為了真正擺脫電網(wǎng)的束縛，就應(yīng)免除更換電池的需要，而代之以由局部環(huán)境提供的可再生能源 （如太陽能） 對(duì)電池進(jìn)行再充電。本設(shè)計(jì)要點(diǎn)說明了怎樣構(gòu)建一款依靠小型雙電池太陽能板工作的緊湊型電池充電器。該設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處在于 DC/DC 轉(zhuǎn)換器運(yùn)用功率點(diǎn)控制以從太陽能板吸取最大的功率。

　最大功率點(diǎn)控制的重要性

　　雖然太陽能電池或太陽能電池板是按照功率輸出來分類，但電池板的可用功率卻很少是恒定的。其輸出功率在很大程度上取決于光照、溫度以及從電池板吸收的負(fù)載電流。為說明這一點(diǎn)，圖 1 示出了一塊雙電池太陽能板在恒定光照條件下的 V-I 特性曲線。I-V 曲線在短路 （最左側(cè)） 至大約 550mA 負(fù)載電流的范圍內(nèi)具有相對(duì)恒定的電流特性，隨之在較低的電流條件下它遵從于恒定電壓特性，并在開路時(shí) （最右側(cè)） 趨近于最大電壓。電池板的功率輸出曲線顯示：功率輸出在大約 750mV/530mA 的地方 （I-V 曲線的拐點(diǎn)處） 出現(xiàn)一個(gè)明顯的峰值。如果負(fù)載電流增至超過功率峰值，則功率曲線迅速下降至零 （最左側(cè)）。同樣，輕負(fù)載也會(huì)使功率趨向于零 （最右側(cè)），不過這往往不太會(huì)是一個(gè)問題。

　　圖 1：太陽能電池板的輸出電壓、電流和功率

　　當(dāng)然，電池板的光照條件會(huì)影響可用功率 —— 光照少則功率輸出較低；光照多則功率輸出較高。盡管光照直接影響著峰值功率輸出的大小，但它對(duì)于峰值在電壓標(biāo)度上的位置卻沒有那么大的影響。就是說，不管光照如何，出現(xiàn)峰值功率的電池板輸出電壓保持相對(duì)恒定。因此，通過適度調(diào)節(jié)輸出電流以使太陽能板的電壓處于或高于該峰值功率電壓 （這里為 750mV） 是明智的。這種做法被稱為最大功率點(diǎn)控制 （MPPC）。