通過(guò)提升性能來(lái)縮減太陽(yáng)能電池板的尺寸(08-100)

　　引言

　　作為一種在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行發(fā)電的實(shí)用型方法，太陽(yáng)能電池板正日益被人們所接納，不過(guò)，盡管在技術(shù)方面已有所改進(jìn)，可是太陽(yáng)能電池板的價(jià)格仍然很昂貴。大部分費(fèi)用來(lái)自電池板本身，其尺寸 (因而包括成本) 會(huì)隨著所需功率輸出的提高而增加。為了實(shí)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(yáng)能電池板的性能是十分重要的。

　　本設(shè)計(jì)要點(diǎn)介紹了兩款能夠增加太陽(yáng)能電池板接收能量的簡(jiǎn)單電路。在這兩款電路中，均由太陽(yáng)能電池板給電池充電，再由電池在沒(méi)有陽(yáng)光照射的情況下提供應(yīng)用電路運(yùn)作所需的電源。

　　設(shè)計(jì)要求

　　要想實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池充電器的最佳設(shè)計(jì)，就必需對(duì)太陽(yáng)能電池板的特性有所了解。首先，由于結(jié)面積很大，太陽(yáng)能電池板會(huì)發(fā)生泄漏，因此電池會(huì)在黑暗條件下通過(guò)太陽(yáng)能電池板放電。另外，每塊太陽(yáng)能電池板都具有一個(gè)特征VI曲線(xiàn)和一個(gè)最大功率點(diǎn)，所以，如果負(fù)載特性與太陽(yáng)能電池板特性不匹配，那么收集的能量將會(huì)減少。從理想上來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池板在最大功率點(diǎn)上將始終被加載，旨在充分地利用可用的太陽(yáng)能，并由此實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板成本的最小化。

　　圖 1 太陽(yáng)能電池板在不用時(shí)會(huì)泄漏電流 (黑暗環(huán)境或夜晚期間的放電電流)，因而導(dǎo)致電池電量的潛在消耗。采用簡(jiǎn)單二極管的解決方案能夠減小放電電流，但它也會(huì)引起一個(gè)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(gè)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(gè)數(shù)量級(jí)，并具有極小的正向電壓降，從而增加了充電電流

　　太陽(yáng)能二極管和 LTC4412

　　太陽(yáng)能電池板的泄漏問(wèn)題一般是通過(guò)給電池板串聯(lián)一個(gè)二極管來(lái)解決的。反向泄漏可被減小至一個(gè)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(dāng)與一個(gè)小的外部 PFET 組合在一個(gè)簡(jiǎn)單電路中時(shí)，該器件將起一個(gè)理想二極管的作用 —— 它具有一個(gè)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(gè)簡(jiǎn)單的二極管相比，LTC4412 實(shí)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(yáng)能電池板電流調(diào)節(jié)至幾安培，而不會(huì)發(fā)生采用傳統(tǒng)二極管時(shí)常見(jiàn)的發(fā)熱問(wèn)題。