光伏電池電源及單節(jié)光伏電池能量的收集方法

　　為了簡(jiǎn)化儀器、監(jiān)視和控制應(yīng)用的無(wú)線通信所需的配電系統(tǒng)，電源設(shè)計(jì)師努力尋找不依賴電網(wǎng)的器件。電池顯然是立即能想到的解決方案，讓人們產(chǎn)生了能不依賴電網(wǎng)的幻想，但是電池需要更換或再充電，這意味著最終還是要連接到電網(wǎng)上，而且需要昂貴的人工干預(yù)和維護(hù)。我們提出用能量收集的方法，使用這種方法時(shí)，能量是從緊挨著儀器的環(huán)境中收集的，無(wú)需連接到電網(wǎng)就可以使儀器永久運(yùn)行，而且最大限度地減少或消除了維護(hù)需求。

　　串聯(lián)連接的高壓光伏電池組能提供充足的功率，但單節(jié)光伏電池解決方案卻很少見(jiàn)，因?yàn)閱喂?jié)光伏電池在有負(fù)載情況下產(chǎn)生的電壓很低，從這么低的電壓難以產(chǎn)生有用的電源軌。幾乎沒(méi)有升壓型轉(zhuǎn)換器能從電壓很低、阻抗相對(duì)較高的單節(jié)光伏電池產(chǎn)生輸出。不過(guò)，LTC3105 是專門為應(yīng)對(duì)這類挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)。該器件具有超低的 250mV 啟動(dòng)電壓和可編程最大功率點(diǎn)控制，能從富有挑戰(zhàn)性的光伏電源產(chǎn)生大多數(shù)應(yīng)用所需的典型電壓軌（1.8～5V）。

　了解光伏電池電源

　　可以用一個(gè)電流源與一個(gè)二極管并聯(lián)來(lái)建立光伏電源的電模型，如圖 1 所示。更復(fù)雜的模型可顯示一些次要影響，但是就我們的目的而言，這個(gè)模型足夠充分了。

　　反映光伏電池特性的兩個(gè)常見(jiàn)參數(shù)是開路電壓和短路電流。光伏電池的典型電流和電壓曲線如圖 2 所示。請(qǐng)注意，短路電流是該模型電流發(fā)生器的輸出，而開路電壓是該模型二極管的正向電壓。隨著光照射量的增加，該發(fā)生器產(chǎn)生的電流也增加，同時(shí) IV 曲線向上移動(dòng)。