太陽能供電可再充電電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
太陽能電池板的典型效率約在5-15%之間�？紤]到較大型（即更強(qiáng)大）的電池板成本更高，所以太陽能供電設(shè)計(jì)必須大限度提高效率，以大限度降低系統(tǒng)總體成本。
太陽能供電產(chǎn)品要有效收集太陽能，其設(shè)計(jì)必須能夠管理變化范圍很寬的輸入，同時(shí)還能夠使太陽能電池板在大功率點(diǎn)或其附近工作。并且，該設(shè)計(jì)必須能夠?yàn)樵摦a(chǎn)品選擇安全的化學(xué)組成電池充電。
在太陽能充電系統(tǒng)中，還會遇到其他設(shè)計(jì)問題嗎？就任意給定太陽能供電系統(tǒng)而言，固件開發(fā)和調(diào)試可能需要大量時(shí)間，如果太陽能電池板的佳功率提供點(diǎn)可以低于、等于或高于電池電壓（這是非常常見的情況），那么會需要更加復(fù)雜的升降壓拓?fù)洹?/p>
升降壓拓?fù)湓试S真正的雙向隔離（相較于降壓型拓?fù)洌绻姵匕鍥]得到光照，那么它可能透過NMOS的體二極管和電感器耗盡電池電量）。為保護(hù)電池，須要恰當(dāng)?shù)碾妷航K止。后，既然電池板不是可靠的電源，那么就需要電池原地充電（充電器給電池饋電，且負(fù)載連接到電池），在這種情況下，電池既是電源，又做為緩沖器使用。
大功率點(diǎn)追蹤提升太陽能系統(tǒng)發(fā)電量
太陽能電池板可能在某些非理想環(huán)境條件下工作，如電池板部分被遮擋（樹葉、鳥糞、陰影、雪等）、電池板的溫度變化、電池板老化等；大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）這種方法有助于在所有工作條件下，從太陽能電池板汲取多能量。
在離網(wǎng)太陽能電池板系統(tǒng)中，電源系統(tǒng)故障代價(jià)高昂，客戶希望盡可能從電池板汲取多能量。此外，他們希望大限度延長兩次太陽能供電系統(tǒng)維護(hù)之間的正常運(yùn)行時(shí)間。
真正的主動(dòng)大功率點(diǎn)追蹤會找出所有條件下的佳工作點(diǎn)，這會降低系統(tǒng)總體成本，因?yàn)榭梢允褂眯〉碾姵匕寤蛐〉碾姵�，從而減少過度設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求。真正的MPPT會發(fā)現(xiàn)佳峰值功率點(diǎn)，并剔除假的局部大功率點(diǎn)，這種局部大功率點(diǎn)在部分被遮擋的電池板中很常見（電池板部分被遮擋時(shí)的供電模式由電池板內(nèi)部旁路二極管的數(shù)量和安排決定）。
解決上述問題的IC充電解決方案，須要具備以下特性，即使不是全部、也必須囊括許多特性：
●短的軟件和固件開發(fā)時(shí)間
●彈性的升降壓拓?fù)?/p>
●主動(dòng)MPPT算法
●簡單、自主運(yùn)行（無需微處理器）
●因應(yīng)各種不同電池化學(xué)組成的終止算法
●原地充電--向負(fù)載供電的同時(shí)給電池充電
●寬輸入電壓范圍以適合各種不同的電源
●寬輸出電壓范圍以應(yīng)對多個(gè)電池組
●高輸出/充電電流
●小型、扁平解決方案
●先進(jìn)的封裝以提高熱性能和空間占用效率
●成本效益的解決方案
典型的復(fù)雜太陽能電池充電系統(tǒng)由一個(gè)直流對直流（DC-DC）開關(guān)電池充電器、一個(gè)微處理器和幾個(gè)IC，以及分立式組件組成，以實(shí)現(xiàn)大功率點(diǎn)控制/追蹤功能；另一種可能的解決方案是太陽能模塊。不過這些解決方案費(fèi)用高昂、復(fù)雜而不易設(shè)計(jì)（需要軟件、固件等），而且往往鎖定到假的太陽能電池板大功率點(diǎn)上，因此無法以盡可能高的效率運(yùn)行。有鑒于此，電源芯片商推出一種簡單、創(chuàng)新的高壓升降壓充電控制器IC，該IC專門針對太陽能應(yīng)用，既不須要開發(fā)軟件也不須要開發(fā)固件，因此可大幅縮短產(chǎn)品上市時(shí)程。
圖4所示是一款因應(yīng)鉛酸和鋰電池的同步升降壓電池充電控制器，其具備自動(dòng)大功率點(diǎn)追蹤和溫度補(bǔ)償功能。該組件的輸入電壓可以高于、低于或等于穩(wěn)定的電池浮動(dòng)電壓。
圖4同步升降壓電池充電控制器的典型應(yīng)用電路
上述全功能電池充電器提供很多可選定電流定電壓（CC-CV）充電曲線，非常適合為各種鋰或鉛酸化學(xué)組成的電池充電，包括密封鉛酸電池、凝膠電池和富液式鉛酸電池，并且該芯片內(nèi)建所有充電終止算法，因此無需軟件或固件開發(fā)，可跳過此設(shè)計(jì)時(shí)間。
該電池充電控制器可操作于寬廣的6-80V輸入電壓范圍內(nèi)，采用四開關(guān)同步整流和單個(gè)功率電感就可產(chǎn)生1.3-80V電池浮動(dòng)電壓輸出。視外部FET選擇的不同而異，該組件能夠提供高達(dá)10A的充電電流，其MPPT電路能夠在太陽能電池板的整個(gè)工作范圍內(nèi)工作，即使電池板部分被遮擋而導(dǎo)致存在局部大功率點(diǎn)，它也能找出真正的大功率點(diǎn)。
一旦發(fā)現(xiàn)真正的大功率點(diǎn)，這款電池充電控制器就會在該點(diǎn)上工作，同時(shí)運(yùn)用高頻抖動(dòng)方法快速追蹤局部大功率點(diǎn)的變化。透過這種方法，即使在非理想工作環(huán)境中，該方案也能夠充分利用太陽能電池板產(chǎn)生的功率。
