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如何最大化利用太阳能电池板构建充电器

上网日期: 2011年12月08日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:直流/直流转换器? AP6502? AP6503?

电池技术的进步和器件性能的提高已经使人们有可能做出复杂的电子产品,这可在两次充电之间以长时间运行。即便如此,就某些设备而言,通过插入电网的电源插座给电池再充电有时是不可能的。路边的应急电话、导航浮标和偏远的气象监测站仅是少数几种无法接入电网的应用,因此这类应用必须从周围环境收集能量。

太阳能电池板作为能量收集电源有巨大的发展潜力,它们仅需要电池储存所收集的能量,并在光线暗淡时继续供电。太阳能电池板相对昂贵,因此从电池板抽取最大功率对于最大限度地减小电池板尺寸至关重要。比较棘手的问题是,怎样平衡太阳能电池板尺寸和所需功率。太阳能电池板的特性要求是要仔细管理随负载变化的电池板输出功率,以在各种不同的照明条件下,有效优化电池板的输出功率。

就给定照明量而言,太阳能电池板有一个特定产生最大功率的工作点 (参见图1)。随着照明条件改变,保持在这个峰值功率点上运行的做法,称为最大峰值功率跟踪 (MPPT)。要执行最大峰值功率跟踪功能,常常需要使用复杂的算法,例如周期性地改变电池板的负载,同时直接测量电池板的输出电压和输出电流,计算电池板的输出功率,然后随着照明和 / 或温度条件的改变,强制在提供峰值输出功率的工作点上运行。这类算法一般需要复杂的电路及微处理器控制方法。

电源系统

图 1:一个太阳能电池板在不同的照明量情况下,电流随电压以及功率随电压的变化。无论照明量大小,该电池板的输出电压在最大功率点 (VMP) 上都保持相对固定

不过,在太阳能电池板的输出电压和该电池板产生的功率之间存在一种有趣的关系。在最大功率点时,无论照明量大小,太阳能电池板的输出电压都保持相对固定。因此,在电池板工作时,强制保持输出电压在这个峰值功率电压 (VMP) 上,就能使电池板产生峰值输出功率。因此,利用这个 VMP 特性,而不是采用复杂的最大峰值功率跟踪电路和算法,电池充电器就能保持峰值功率传送。


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