DMPPT與PFM/PWM混合調制電路特征與應用

摘要：文章介紹了分布式太陽能最大功率跟蹤系統(DMPPT)的特征及在太陽能路燈系統中的應用，介紹了新型高效率升壓/降壓DC-DC轉換器及帶內部開關的高效降壓型DC/DC轉換器，對PFM/PWM混合調制電路技術特征與應用進行了詳細分析。 敘詞：分布式太陽能最大功率跟蹤系統(DMPPT) 太陽能路燈系統 混合調制電路 DC/DC轉換器 Abstract：The paper introduces the features of DMPPT and its application in solar street light system. The author, then, presents novel high-efficiency buck-boost DC-DC converter and high-efficiency buck DC-DC converter with internal switch. It also analyzes in detail the features and application of PFM/PWM hybrid modulated circuit technology. Keyword：DMPPT, Solar-energy street light system, Hybrid modulated circuit, DC-DC converter
1 引言

便攜式產品電源管理集成電路的研發己擁有脈沖頻率調制(PFM)、脈沖寬度調制(PWM)及數字電源管理芯片的設計技術，并己有先進水平的系列升壓芯片設計與產品。尤其是綠色能源管理芯片與分布式太陽能最大功率跟蹤系統己經問世。本文將對分布式太陽能最大功率跟蹤系統與脈沖頻率調制(PFM)/脈沖寬度調制(PWM)混合調制電路技術特征與應用作分析說明。為此，將按照以下次序進行分析：流程內容的列表→LED恒流驅動→原理框圖→管腳定義→典型應用等。

2 IV0300分布式太陽能最大功率跟蹤系統(DMPPT)

目前市場上光伏系統一般都安裝了太陽能最大功率跟蹤系統。但普遍存在一個現象，即太陽能光伏系統中某一陣列受損將直接影響到輸出，造成能源浪費，因而就出現分了分布式太陽能最大功率跟蹤系統(DMPPT)。在此系統中，每組太陽能電池陣列獨立工作，互不影響，從而大大提高了光伏系統整體轉換效率。本文以IV0300為例進行說明。IV0300是一款太陽能充電控制芯片，適用于一節到四節太陽能電池給兩節到四節鎳氫電池或者單節鋰電池充電，能承受1.5A的峰值輸入電流。

⑴工作特征

當太陽光達到一定照度時，使得IV0300使能端(EN)收到一高電平或太陽能電池板上電壓大于1/3充電截止電壓時，DMPPT組件將自動啟動，開始對蓄電池充電。IV0300設有過充保護和充電結束指示引腳，有效防止蓄電池過充而影響到其使用壽命。

①主要特性

具有過充保護與充電完成結束指示、CVT恒電壓算法及太陽能轉換效率提高。

②典型應用

可用于光伏照明，如路燈、庭院燈、草坪燈、景觀照明等；公用設施應用，如公交站點、路標指示、安全檢查區等。

⑵ 管腳定義

ISIN-太陽能輸入；CSMP-采樣電容；VSD-關斷電壓調整輸入；Vref-參考輸出；VOC-過充保護；CHEND-充電結束指示；BOUT-電池輸出；LX-與電感連接；BGND-電路地；EN-使能端。

⑶ IV0300典型應用

① 太陽能路燈系統

光伏照明現已普遍用在家庭照明，景觀照明，城市亮化等方面。典型的應用就是太陽能路燈，它具有亮度高、安裝簡便、工作穩定可靠、不敷設電纜、不消耗常規能源、使用壽命長等優點。我們設計的太陽能路燈采用了分布式太陽能最大功率控制(DMPPT)技術，其系統架構見圖1所示。

圖1 太陽能路燈系統架構