基于MPPT技术的高效太阳能充电设计概述

典型应用电路设计及注意事项
IV0300 应用电路设计如图所示，在具体设计中需注意以下问题。
1. 两个串联的LED用于显示不同的状态，可以选用不同的颜色，但两端电压要高于电池电压，否则电池将通过指示灯放电。
2. 未来提高能量转换效率，尽量选择电池板的工作电压接近电池的最低电压，比如单节锂电池开路电压尽量选在3.5V左右，最大功率输出电压在2.8V左右。这样可以保证升压电路
的工作效率在90%以上。
3. 充电截止电压V(Max_Battery)，设定R1、R2决定充电截止电压，R2可由下面公式得到，
R2=R1*(VOC/1.257V)/(1-(VOC/1.257V))，其中1.257V为Vref电压，充电截止电压为VOC=(V(Max_Battery)-0.06)/5。
4.SIN脚是用于测量输入电压的，所以要求此点电压要对地稳定。如果纹波较大，会影响芯片正常工作，需加大电容C的容值。
5. 通常电感电流要比电路最大电流大一倍，以保证效率。(end)
基于 MPPT 技术的高效太阳能充电设计
太阳能是世界公认的技术含量最高，最有发展前途的新能源。太阳能发电系统(光伏系统 )作
为一种新型的能源系统，已经引起许多国家的关注及研究，将在未来的能源结构中占据重要
的地位，对能源消耗及环境都有重要意义。

由于光伏系统目前的主要问题是电池的转换效率低且价格昂贵，因此，如何进一步提高太阳
能电池的转换效率，如何充分利用光伏阵列所转换的能量，一直是 光伏系统研究的重要方
向。光伏阵列输出特性具有非线性特征，受光照强度和环境温度影响。随着光照强度和环境
温度的不同，光伏电池端电压将发生变化，使输出 功率也产生很大的变化，光伏电池本身
就是一种极不稳定的电源。因此，如何能在不同光照和环境温度下提高电源输出功率，提高
系统效率就成为关键挑战，这就理 论和实践上引发出光伏电池最大功率跟踪 (MPPT)问题。

提高光伏电池输出功率

光伏电池的输出受日照强度，电池结温等因素的影响。图 1、图2 为光伏电池的非线性函数
关系在光照不同、结温相同和光照相同、结温不同情况下的光伏电池 I-V 、P-V 特性曲线。

下面具体分析不同情况下的光伏电池特性。




图1 光照强度不同情况下 I-V 、P-V 特性曲线

情况一：电池结温不变，光照变化

从图1 中可以得出以下结论:
①光伏电池的短路电流随光照强度增强而变大，两者近似为比例关系 ;光伏电池的开路电压
在各种光照条件下变化不大;

②光伏电池的最大输出功率随光照强度增强而变大，且在同一光照环境下有唯一的最大输出
功率点。在最大功率点左侧，输出功率随电池端电压上升呈近似线性上升趋势 ;到达最大功
率点后，输出功率开始快速下降，且下降速度远大于上升速度 ;

③如图 1(a)所示：在虚线 A 的左侧，光伏电池的特性近似为电流源，右侧近似为电压源。虚
线 A 对应最大功率点时