Linear太陽能電池充電器電路圖-技術(shù)方案

精品文檔-下載后可編輯Linear太陽能電池充電器電路圖-技術(shù)方案導(dǎo)讀：任何太陽能電池板的一個(gè)重要特性是其可在一個(gè)相對恒定的工作電壓（VMP）下實(shí)現(xiàn)峰值功率輸出，這與照明水平無關(guān)（見圖2）。

LT36522A電池充電器充分利用了這一特性，以通過實(shí)施輸入電壓調(diào)節(jié)來把太陽能電池板保持于峰值工作效率（正待審議）。當(dāng)可用的太陽能功率不足以滿足一個(gè)LT3652電池充電器的功率要求時(shí)，輸入電壓調(diào)節(jié)電路將減小電池充電電流。這將降低太陽能電池板上的負(fù)載以把太陽能電池板電壓維持在VMP,從而限度地增加太陽能電池板的輸出功率。這種實(shí)現(xiàn)峰值太陽能電池板效率的方法被稱為功率點(diǎn)控制（MPPC）。

Figure1.17VVMPsolarpanelto3

Figure2.Asolarpanelproducesmaximumpowerataparticularoutputvoltage,VMP,whichisrelativelyindependentofilluminationlevel.TheLT36522AbatterychargermaximizestheoutputpowerofasolarpanelbyregulatingtheinputpanelvoltageatVMP.

雖然MPPC可在低照度期間優(yōu)化太陽能電池板的效率，但當(dāng)功率級別很低時(shí)電池充電器的電源轉(zhuǎn)換效率將變差，從而導(dǎo)致從太陽能電池板至電池的總功率傳輸效率下降。本文將說明怎樣通過運(yùn)用一種簡單的PWM充電方法（其在功率級別很低時(shí)強(qiáng)制電池充電器以突發(fā)脈沖的形式釋放能量）來改善電池充電器效率。

采用電流監(jiān)視器狀態(tài)引腳來指示低功率條件

LT3652上的CHRG電流監(jiān)視器狀態(tài)引腳負(fù)責(zé)指示電池充電電流的狀態(tài)，并在這里用于控制PWM功能。該引腳在充電器輸出電流大于C/10（即編程電流的1/10）時(shí)被拉至低電平，并在輸出電流低于C/10時(shí)呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。在低照度期間，輸入調(diào)節(jié)環(huán)路可把充電器的輸出電流減小至C/10以下，從而導(dǎo)致CHRG引腳變至高阻抗。該狀態(tài)引腳的“狀態(tài)變更”功能用于通過觸發(fā)一個(gè)輸入欠壓閉鎖（UVLO）電路（其下降門限位于一個(gè)高于輸入調(diào)節(jié)電壓VIN（REG）的太陽能電池板電壓）來停用IC.作為針對充電器停用的響應(yīng)，太陽能電池板電壓將在UVLO遲滯范圍內(nèi)爬升，直至達(dá)到UVLO上升門限為止，此時(shí)以滿功率重新使能充電器。充電器隨后將提供充電電流，直到輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路再次停用充電器為止。該循環(huán)不斷地重復(fù)，從而產(chǎn)生一個(gè)由一系列高電流突發(fā)脈沖組成的充電器輸出，這可在任何照明水平下限度地提高充電器的效率以及整個(gè)太陽能充電器系統(tǒng)的效率。

高效率鋰離子電池充電器

圖1示出了一款具低功率PWM功能的太陽能電池板至3節(jié)鋰離子電池充電器。該充電器使用了一個(gè)17V輸入調(diào)節(jié)電壓（針對“12V系統(tǒng)”太陽能電池板的一種常用VMP），其采用VIN_REG引腳上的電阻分壓器R4和R5來設(shè)置。把一個(gè)典型12V系統(tǒng)太陽能電池板的工作電壓保持在其17V額定VMP電壓可產(chǎn)生接近100%的太陽能電池板效率，如圖3所示。低功率PWM功能采用M1、R6、R7和R8來實(shí)現(xiàn)。

Figure3.Typical“12Vsystem”（VMP=17V）solarpanelefficiency

如圖4所示，增設(shè)PWM電路可顯著提高電池充電電流低于200mA時(shí)的效率。LT3652的CHRG引腳在所需充電電流超過2A編程充電電流的1/10（即200mA）時(shí)被拉至低電平。當(dāng)充電電流被輸入調(diào)節(jié)環(huán)路減小至200mA水平以下時(shí)，CHRG引腳變至高阻抗，這允許將M1的柵極上拉至VBAT,從而使能FETM1.該FET把R7拉至地，從而啟用了一種輸入電壓UVLO功能（其采用了SHDN引腳以及由R6和R7構(gòu)成的電阻分壓器）。UVLO功能采用該分壓器進(jìn)行設(shè)置，以擁有一個(gè)18V的下降門限和一個(gè)20V的上升門限。下降門限是一個(gè)關(guān)鍵性的設(shè)計(jì)參數(shù)值，而且必須被設(shè)置為一個(gè)高于輸入調(diào)節(jié)電壓、并且比上升門限低10%的電壓（這是LT3652停機(jī)門限遲滯決定的）。在低照度條件下，當(dāng)可用的太陽能電池板功率不足以讓LT3652提供所需的充電電流時(shí)，LT3652的輸入電壓調(diào)節(jié)環(huán)路將減小輸出充電電流，直到充電器輸入功率與太陽能電池板提供的可用功率相等為止。當(dāng)輸入調(diào)節(jié)環(huán)路運(yùn)行時(shí)，VIN上的太陽能電池板電壓被保持在17V的編程峰值電源電壓，從而限度地增加了太陽能電池板所產(chǎn)生的功率。如果太陽能電池板照度變得足夠低，以至于可用的太陽能電池板功率對應(yīng)于200mA以下的充電電流，則CHRG引腳將變至高阻抗且UVLO功能通過M1、R6和R7來使能。

Figure4.EfficiencyforthecircuitinFigure2

由于VIN處于17V（這低于UVLO下降門限），因此LT3652停機(jī)，從而停用所有的電池充電功能電路。當(dāng)電池充電器停用時(shí)，幾乎所有的太陽能電池板輸出電流都在給輸入電容器（C1）充電，這使得VIN上的電壓增加，直至達(dá)到20V的UVLO上升門限為止，從而重新使能LT3652.由于電池充電器在VIN遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于17V輸入調(diào)節(jié)門限的情況下重新使能，所以全部的充電電流均流入電池。作為針對高電池充電電流水平的響應(yīng)，CHRG狀態(tài)引腳被拉至低電平，這將停用UVLO功能。只要電池充電器所需的功率低于可從太陽能電池板獲得的功率，太陽能電池板電壓將驟降，直到VIN降低至17V為止，此時(shí)利用輸入調(diào)節(jié)環(huán)路來減小電池充電電流以維持該電壓。當(dāng)充電電流再次減小至200mA時(shí)，CHRG引腳變至高阻抗，UVLO電路被重新啟用，停用/使能循環(huán)重復(fù)進(jìn)行，從而產(chǎn)生一串充電電流“突發(fā)脈沖”,其取平均至與可從太陽能電池板獲得之功率相對應(yīng)的電池充電電流。

圖5示出了圖2中電路的PWM操作。當(dāng)LT3652停用時(shí)，VIN上的電壓從17V的輸入調(diào)節(jié)門限斜坡上升至20V的停機(jī)門限。LT3652CHRG引腳上的電壓在充電器使能時(shí)為低電平，而在充電器停用時(shí)則為高電平。當(dāng)充電器停用時(shí)，太陽能電池板的能量被存儲在輸入電