通過提升性能來縮減太陽能電池板的尺寸(08-100)

　　引言

　　作為一種在偏遠地區(qū)進行發(fā)電的實用型方法，太陽能電池板正日益被人們所接納，不過，盡管在技術方面已有所改進，可是太陽能電池板的價格仍然很昂貴。大部分費用來自電池板本身，其尺寸 (因而包括成本) 會隨著所需功率輸出的提高而增加。為了實現(xiàn)具最小尺寸和最高成本效益的解決方案，盡量提升太陽能電池板的性能是十分重要的。

　　本設計要點介紹了兩款能夠增加太陽能電池板接收能量的簡單電路。在這兩款電路中，均由太陽能電池板給電池充電，再由電池在沒有陽光照射的情況下提供應用電路運作所需的電源。

　　設計要求

　　要想實現(xiàn)太陽能電池充電器的最佳設計，就必需對太陽能電池板的特性有所了解。首先，由于結面積很大，太陽能電池板會發(fā)生泄漏，因此電池會在黑暗條件下通過太陽能電池板放電。另外，每塊太陽能電池板都具有一個特征VI曲線和一個最大功率點，所以，如果負載特性與太陽能電池板特性不匹配，那么收集的能量將會減少。從理想上來說，太陽能電池板在最大功率點上將始終被加載，旨在充分地利用可用的太陽能，并由此實現(xiàn)太陽能電池板成本的最小化。

　　圖 1 太陽能電池板在不用時會泄漏電流 (黑暗環(huán)境或夜晚期間的放電電流)，因而導致電池電量的潛在消耗。采用簡單二極管的解決方案能夠減小放電電流，但它也會引起一個使電池充電電流減小的電壓降。一種更佳的解決方案是采用一個基于 LTC4412 的理想二極管，與傳統(tǒng)二極管相比，這種理想二極管可使反向漏電流減小一個數(shù)量級，并具有極小的正向電壓降，從而增加了充電電流

　　太陽能二極管和 LTC4412

　　太陽能電池板的泄漏問題一般是通過給電池板串聯(lián)一個二極管來解決的。反向泄漏可被減小至一個低的數(shù)值，但仍有一些能量在二極管正向電壓降中損失掉。采用 LTC4412 理想二極管控制器是一種較佳的解決方案。當與一個小的外部 PFET 組合在一個簡單電路中時，該器件將起一個理想二極管的作用 —— 它具有一個僅 20mV 的正向電壓降和很低的反向泄漏。這就意味著，與采用一個簡單的二極管相比，LTC4412 實現(xiàn)了更佳的充電和放電性能的組合 —— 您將獲得更多的充電能量，而且將能夠保存更多的能量。LTC4412 理想二極管的低電壓降還允許該解決方案把太陽能電池板電流調節(jié)至幾安培，而不會發(fā)生采用傳統(tǒng)二極管時常見的發(fā)熱問題。