針對脈沖負載應用的簡易太陽能電池板最大功率點追
VP1和VP2為“點1”和“點2”之間的電壓,使用這種太陽能電池板時,它們分別約為 9V 和 6.5V,其與放電時 C3 的電壓變化相對應。tON 時的要求負載工作時間為 15ms。最后,Ipanel(Avg) 為電池板工作在其 90% 最大功率點以下時,太陽能電池板所提供的平均電流。如圖 1 所示,該電流約為 19mA。
由方程式 2,我們可以知道 C3 應大于 618 µF。使用 680-µF 電容,可以在器件工作時提供一定的裕量。
開啟引腳分壓器計算
R1、R2 和 R3 共同形成了一個具有開啟 (EN) 引腳磁滯的完全可配置分壓器。方程式 3 和 4 用于設置電阻器值:
我們首先選擇 R1,而 1 MΩ 是一個較為合適的起始值。這樣,通過計算,可以得到 R2 為 153.8 kΩ。我們選擇最接近標準值 154 kΩ。R3 應為 60.9 kΩ,而60.4 kΩ 是最接近標準值。
其他最大功率點追蹤電路配置
可使典型應用受益的另一種可配置特性是,利用電源良好 (PG) 輸出來控制負載的開啟 (EN) 輸入。當電源關閉時,PG 引腳保持低電平。僅當電源開啟且輸出電壓在調節(jié)狀態(tài)下時,上拉電阻器 R6 將其拉高。把 PG 輸出直接連接至負載EN輸入,可使負載保持關閉,直到輸入電壓升至 VP1 以上且輸出電壓高到足以正常驅動負載為此。由于輸入電壓降至 VP2 時電源關閉,因此 PG 引腳被有源拉低,從而又讓負載關閉。這種配置,可以保證僅在其電源電壓處于調節(jié)狀態(tài)下時才開啟負載,從而避免出現可能會破壞負載性能或者數據的低電源電壓。
測試結果
圖 3 顯示了運行中的最大功率點追蹤電路。電池板電壓 VIN 保持在 9V 和 6.5V(分別為 VP1 和 VP2)之間。一旦 VOUT 進入調節(jié)狀態(tài),負載開啟,并且獲取 250mA 電流。當電池板電壓降至 6.5V 時,VOUT 關閉,并從而關閉負載電流。太陽能電池板始終提供19mA的平均電流。圖 3 中,負載擁有約 18ms 的運行時間,可以滿足 15ms 要求。該運行時間并未與上述計算結果完全一致,而 C3 值有所增加,超出了計算結果。
圖 3 90% 最大功率點以下工作的最大功率點追蹤電路
圖 4 用來自 C3 的電流 ICap 的軌跡線,代替圖 3 所示輸出電壓軌跡線。VIN下降時,來自電容的電流為正—電容向電源提供其存儲能量,之后負載獲得該能量。一旦負載關閉,由于電池板電壓降至 6.5V,并且電源關閉,C3 提供的電流變?yōu)樨?mdash;電容通過電池板再充電,為下一個周期存儲能量。電池板電壓足夠高的情況下,當電源開啟時,來自 C3 的電流在負載開啟以前出現短暫尖峰。啟動期間,需要 C3 提供更多的輸入電流。
圖 4 90% 最大功率點以下工作的電路的大容量輸入電容 (C3)
結論
本文論述了一款簡單且低成本的太陽能電池板最大功率點追蹤電路,其適用于脈沖負載系統(tǒng),例如:通過 RF 發(fā)射器發(fā)送數據的遙測系統(tǒng)。另外,我們還可以對這種拓撲結構進行相應配置,用于任何太陽能電池板和脈沖負載系統(tǒng)。
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