DMPPT與PFM/PWM混合調(diào)制電路特征與應(yīng)用

摘要：文章介紹了分布式太陽能最大功率跟蹤系統(tǒng)(DMPPT)的特征及在太陽能路燈系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了新型高效率升壓/降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器及帶內(nèi)部開關(guān)的高效降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，對PFM/PWM混合調(diào)制電路技術(shù)特征與應(yīng)用進行了詳細(xì)分析。 敘詞：分布式太陽能最大功率跟蹤系統(tǒng)(DMPPT) 太陽能路燈系統(tǒng) 混合調(diào)制電路 DC/DC轉(zhuǎn)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(chǎn)品電源管理集成電路的研發(fā)己擁有脈沖頻率調(diào)制(PFM)、脈沖寬度調(diào)制(PWM)及數(shù)字電源管理芯片的設(shè)計技術(shù)，并己有先進水平的系列升壓芯片設(shè)計與產(chǎn)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(tǒng)己經(jīng)問世。本文將對分布式太陽能最大功率跟蹤系統(tǒng)與脈沖頻率調(diào)制(PFM)/脈沖寬度調(diào)制(PWM)混合調(diào)制電路技術(shù)特征與應(yīng)用作分析說明。為此，將按照以下次序進行分析：流程內(nèi)容的列表→LED恒流驅(qū)動→原理框圖→管腳定義→典型應(yīng)用等。

2 IV0300分布式太陽能最大功率跟蹤系統(tǒng)(DMPPT)

目前市場上光伏系統(tǒng)一般都安裝了太陽能最大功率跟蹤系統(tǒng)。但普遍存在一個現(xiàn)象，即太陽能光伏系統(tǒng)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(xiàn)分了分布式太陽能最大功率跟蹤系統(tǒng)(DMPPT)。在此系統(tǒng)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(tǒng)整體轉(zhuǎn)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(jié)到四節(jié)太陽能電池給兩節(jié)到四節(jié)鎳氫電池或者單節(jié)鋰電池充電，能承受1.5A的峰值輸入電流。

⑴工作特征

當(dāng)太陽光達(dá)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(shè)有過充保護和充電結(jié)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(jié)束指示、CVT恒電壓算法及太陽能轉(zhuǎn)換效率提高。

②典型應(yīng)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(shè)施應(yīng)用，如公交站點、路標(biāo)指示、安全檢查區(qū)等。

⑵ 管腳定義

ISIN-太陽能輸入；CSMP-采樣電容；VSD-關(guān)斷電壓調(diào)整輸入；Vref-參考輸出；VOC-過充保護；CHEND-充電結(jié)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(yīng)用

① 太陽能路燈系統(tǒng)

光伏照明現(xiàn)已普遍用在家庭照明，景觀照明，城市亮化等方面。典型的應(yīng)用就是太陽能路燈，它具有亮度高、安裝簡便、工作穩(wěn)定可靠、不敷設(shè)電纜、不消耗常規(guī)能源、使用壽命長等優(yōu)點。我們設(shè)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(shù)，其系統(tǒng)架構(gòu)見圖1所示。

圖1 太陽能路燈系統(tǒng)架構(gòu)