使用迟滞控制器简化小型太阳能系统

10W-100W范围内的基于电池的太阳能系统通常使用开关 用于控制电池充电的调节器。这些具有高效率的优点 并且便于峰值功率点跟踪，但代价是电感器、电路 复杂性和噪音。作为开关稳压器的更简单替代方案，线性 在高达约20W的应用中，控制是可行的。虽然简单而安静，但线性 充电控制器产生热量，必须通过散热器排出。 散热器的体积、成本和装配复杂性在某种程度上抵消了线性 充电控制器相对于开关稳压器方法的优势。

一个迟滞控制器，只需 连接或断开太阳能电池板 根据需要限制电池的状态 的电荷提供极好的阳极， 一个没有电感器，复杂性， 噪音和散热。

串联和并联迟滞开关 拓扑是可能的。A系列配置 打开与太阳能的连接 面板，当电池达到其 最大充电电压，然后重新连接 当电池电压降至 较低的阈值。主要困难 与串联配置正在驱动 高边开关，需要 用于N沟道实现的电荷泵 或高压、高侧栅极 用于p沟道MOSFET的驱动电路。

优选的分流布置是 如图 1 所示。在这种情况下，开关 （S1） 当电池电压关闭 低于某个阈值，允许 太阳能电池板电流为电池充电。 当电池电压超过 第二个更高的阈值，开关 打开以将太阳能电池板电流转移到 地。二极管D1隔离电池 当 S1 使太阳能电池板短路时。开关 可通过 N 通道轻松实现 MOSFET，由输出直接驱动 的接地参考比较器。

图1.并联模式迟滞开关调节小型太阳能系统中的电池电量。

图2显示了完整的分流充电 用于 12V 铅酸电池的控制器 采用一个 LTC2965 100V 微功率 电压监视器作为控制元件。 虽然它不监控 100V 在此应用中，LTC2965 的 3.5V 至 100V 工作范围 涵盖正常电压范围 12V电池，余量很大。

图2.并联模式迟滞调节器。跳变点在 0°C 至 50°C 范围内进行温度补偿。

LTC2965 包含一个 ~78M、10：1 监控电池的分频器 电压在 V在针。阈值为 由精密 2.412V 基准产生 通过单独的外部分隔器， 并与衰减的 V 的版本在.这种安排 无需精确、高 主分压器中的值电阻。

迟滞是通过切换 比较器的反相输入返回和 在高阈值和低阈值之间四分五裂 在 INH 和 INL 引脚上设置。这些旅行 点数决定电池的电压 充电开始和结束。

其他重要功能包括 LTC2965 的低功率操作 （40μA 包括Q1栅极在内的总电源电流 驱动器），内置 0.5% 精度参考， 和滞后操作 独立阈值调整。

操作如下。最初，使用 电池电压小于13.7V 比较器输出低，Q1关断， 允许所有可用的太阳能电池板电流通过D1到达电池，并且 负荷。当电池充电时，其电压 上升并在达到上限充电时上升 限值为14.7V，Q1导通，短路 太阳能电池板接地。D1隔离电池 从分流路径。随着 Q1 的开启， 电池电压下降的速率取决于 电荷状态和大小 负载电流。当电池电压 达到浮动下限13.7V，Q1 关闭，面板电流为一次 再次，应用于电池和负载。

此收费方案共享某些 循环充电和涓流的属性 充电。初始收费收益 直到电池电压达到14.7V， 此后电路开始脉冲 充电以完成该过程。

正确调整电池尺寸很重要 以及用于特定应用的太阳能电池板。 作为一般规则，请选择最大值 或“峰值”面板电流等于 10× 24 小时内平均负载电流 周期和电池安培小时容量 等于 100×这个相同的平均值 数字。36节电池面板的峰值电流为 按除小组索赔额估算 “营销”瓦特 15。一个15W的面板可以 预计最大可产生 ~1A 有利条件下的输出电流， 但这应该通过实际测量来验证 审议中的小组。

这些关系派生于 加利福尼亚州米尔皮塔斯将提供 4 天的跑步时间 使用无辅助电池电源的时间，使用 面向最大冬季的面板 日晒。在图2的情况下，电路 设计用于连续 100mA 负载（2.4Ah/天），指示使用 1A 面板和 10Ah 电池。有点 图 2 中指定的更小电池 体积过小，运行约3天 时间，被剥夺了任何太阳能输入。

充电阈值为温度 由NTC热敏电阻在 0°C 至 50°C 范围。如果在受控环境中操作 环境、温度补偿 是不必要的，热敏电阻 和 150k 电阻器可以替换为 固定，249K 单位。对于希望 消除由1%电阻引入的误差， 图 3 显示了一个简单的方案 将充电阈值调整±250mV。

图3.±250mV 微调方案。添加到 V裁判和图 2 中的 INH 引脚。

虽然太阳能电池板通常是定向的 收集每个最大总能量 年，一个独立的系统必须是 针对在各种条件下运行进行了优化 最小季节性日照， 为巧合天气提供津贴 模式。主要关注的是太阳能 面板取向，这是一门科学 本身。理论理想的计算， 固定方向相对简单; 然而，许多非理想 包括大气散射、雾、 云、阴影、地平角等 因素使这门科学充其量是不准确的。

是呢环保局：郭婷