太阳能电池和以最佳速率切换常规充电电池

该设计理念展示了开关转换器如何调节其输入电压，并使太阳能电池能够以最佳速率为电池充电。DC-DC降压稳压器、MAX639和太阳能电池通过调节和维持太阳能电池电压，最大限度地延长电池充电时间，以实现最大功率传输所需的水平。

太阳能电池可以以优于80%的效率为镍镉电池充电，前提是太阳能电池电压超过充满电的镍镉输出一个二极管压降。在这种情况下，一个简单的反向阻断二极管提供两个电池之间的充电路径。通过不灵活，这种专用系统简单有效。

但是，如果无法调整充电电压或不方便，则简单的方法是不切实际的。严重不匹配的电压（>>一个二极管压降）会导致低水平的功率传输，从而导致镍镉电池充电缓慢。（来自太阳能电池的电流与电池电压相对恒定，产生的输出功率线性上升并在电池的开路电压附近达到峰值（图1）。您可以通过并联添加更多太阳能电池来加快充电速率，但这种替代方案很昂贵。

图1.太阳能电池的I-V曲线（上）显示峰值功率输出发生在电池的开路电压附近。（电池由12个非晶硅电池组成，面积为11.5英寸²。

另一方面，增加降压开关稳压器可使给定的太阳能电池组以最佳速率和接近稳压器本身的效率为各种端电压的电池充电（图 2）。IC必须以非正统的方式工作，调节充电电流的流动，使太阳能电池的电压保持在峰值功率传输所需的水平附近。

图2.该电路通过调节太阳能电池电压来最大限度地减少镍镉充电时间，将其保持在最大功率传输所需的水平。

因此，该器件调节其输入电压，而不是通常的输出电压。分压器 R2/R3 通过保持 V 来禁用内部调节环路FB低电平和分压器R1/（R2 + R3）使LBI（低电池输入）能够检测太阳能电池电压的降低。这种降低代表远离太阳能电池的峰值功率输出，导致LBO将/SHDN拉低并禁用芯片。然后，LBI 感测输入电压上升，LBO 变为高电平，由此产生的“砰砰”控制保持到 NiCd 电池的最大功率传输（图 3）。IC中的电流限制产生200mA的上限，用于I外.

图3.将图1所示的太阳能电池与图2所示的充电电路相结合，可在太阳能电池的大部分输出电压范围内提取峰值输出功率。

当“导通”时，稳压器通过小于6Ω的内部开关电阻将电流从引脚5传递到引脚1。结合稳压器的低静态电流（典型值为10μA）和高效率（典型值为85%），这种性能使图2电路的功耗是单二极管电路的四倍。

审核编辑：郭婷