② 太阳能路灯系统工作原理
此系统包括6大部分:光伏组件(太阳能电池板),分布式太阳能最大功率跟踪系统(DMPPT),蓄电池(1000AH),微处理器(MPU),直流电源转换,LED路灯(30W-50W)。在此系统中太阳能给蓄电池充电通过分布式最大功率跟踪(DMPPT)进行控制,采用并联方式,每组太阳能电池板独立工作,分别对蓄电池充电。蓄电池通过直流电压转换芯片,得到满足路灯工作所需电压和微处理器(NPL)工作电压。微处理器(MPU)控制路灯的开启关闭和电池的选择,采用光控开,定时关。当夜幕降临时,微处理器(MPU)通过检测光强启动LED自动点亮,点亮—定时间后,其内部定时器控制LED自动关闭,有效做到节能降耗。点亮时间一般设定为(6-10)h,该时间受区域限制,一般南方地区设定为(6-8)h,北方地区设定为(8-10)h。本系统设定的为10h。该系统采用的是大容量蓄电池小功耗照明,一次充足电后,可以连续工作7天,且避免了在使用过程中造成蓄电池过放电而损坏其使用寿命。另外,由于使用了IV0300,整个系统在晚上关闭前(即光强较弱时)还能工作,继续充电。
③ 系统优点:平均每年多生产10%-12%的电能;分布式的直流总线降低了传输电力损耗;兼容不同厂商的控制器到同一阵列中;太阳能电池板可以混合使用不同的角度;可靠性高,大大降低了维护成本;方便测试每组太阳能电池板上电压,以便了解和预测整个系统的性能。
3 新型高效率升压/降压DC-DC转换器
3.1高效率无缝切换升压/降压DC-DC转换器
MAX8625A PWM升/降压调节器是针对便携式电池供电设备中的数字逻辑电路、硬盘驱动、电机及其它负载供电而设计,适用于PDA、蜂窝电话、数码相机(DSC)、MP3播放器等产品。MAX8625A在2.5V~5.5V输入范围内可提供固定3.3V或可调(1.25V~4V)输出,电流高达0.8A。MAX8625A采用2A峰值限流。专有的H桥技术在所有工作模式下可提供无缝切换,消除了其它器件中存在的尖峰干扰。4个内部MOSFET(2个开关和2个同步整流器)提供内部补偿,大大减少了外部元件数。SKIP输入用于选择低噪声、固定频率PWM模式或高效跳脉冲模式。如果选择跳脉冲模式,轻载时转换器将自动切换至PFM模式,进一步提高轻载效率。内部振荡器工作在1MHz,允许使用小尺寸外部电感和电容。MAX8625A的限流电路在输出过载时关断器件。此外,软启动功能有助于抑制启动过程的浪涌电流。该器件还具有真正的关断(True Shutdown™)功能,器件禁用时,断开输入端与输出端的连接。MAX8625A采用3mm×3mm、14引脚TDFN封装。图2左为MAX8625A引脚功能与应用示意图,图2右为跳脉冲、FPWM模式下效率与负载电流的关系。其优点是单个电感、引脚可选的强制PWM(FPWM)或跳脉冲模式,仅需四个外部元件。
图2 MAX8625A引脚功能与应用示意图(左);
跳脉冲、FPWM模式下效率与负载电流的关系(右)
MAX8625A的主要特征:4个内部MOSFET实现真正的H桥升/降压转换;升、降压之间无扰动切换;切换过程中输出纹波变化最小;效率高达92%;跳脉冲模式下静态电流只有37µA(典型值);输入范围2.5V~5.5V;固定3.3V输出或输出可调;1µA(最大值)逻辑控制关断;真关断,输出过载保护;内部补偿与内部软启动;1MHz开关频率与热过载保护;小尺寸3mm×3mm、14引脚TDFN封装。
3.2更高效的1.4MHz SOT23电流模式升压型DC-DC转换器
1.4MHz SOT23电流模式升压型DC-DC转换器MAX5042是全新的热插拔、隔离式、PWM转换器,集成了热插拔控制器、PWM控制器和功率MOSFET。具有50W电源,元件数减少了65%,PCB面积比1/4砖模块小40%,成本比50W模块低80%,热关断保护内部功率MOSFET和IC,无限期短路保护,2.5W热增强TQFN封装。图3为MAX5042引脚功能与应用示意图。
图3 MAX5042引脚功能与应用示意图