80V降压-升压铅酸和锂电池充电控制器用于太阳能发电系统中

在太阳能发电系统中，大部分费用都在面板和电池上。任何具有成本效益的太阳能解决方案都可以最大限度地提高这些组件的容量利用率和使用寿命。例如，高质量的充电器可延长电池运行时间，降低容量要求，并延长电池寿命，从而最大限度地降低维护和更换成本。同样，使用从太阳能电池板中提取最大可用能量的 DC/DC 控制器可以减小所需电池板的尺寸和成本。

LT8490 是一款用于铅酸和锂电池的充电控制器，可由太阳能电池板或直流电压源供电。它包括用于太阳能电池板的真正最大功率点跟踪 （MPPT） 和针对各种电池类型的优化内置电池充电算法，无需开发固件。80V 输入和输出额定值使 LT8490 能够与包含多达 96 节串联电池的面板配合使用。功率级采用四个外部 N 沟道 MOSFET 和一个采用降压-升压配置的单个电感器。与大多数充电控制器不同，降压-升压配置允许充电器在面板电压低于、高于或等于电池电压的情况下高效运行。最小面板电压为6V。

当针对电池类型优化充电算法时，电池的使用寿命更长，运行时间更长。同样，高性能MPPT充电器可在部分阴影条件下跟踪太阳能电池板的最大功率点，允许使用更小，成本更低的太阳能电池板。创建分立元件充电器解决方案来执行所有这些任务既昂贵又耗时，通常需要微控制器、高性能开关稳压器和较长的固件开发周期。

完整的单IC太阳能电池充电器解决方案

LT8490 是一款 MPPT 电池充电器控制器，具有一长串特性，包括：

集成的MPPT算法（无需固件开发）大大缩短了上市时间

集成降压-升压控制器允许 Vin高于、低于或等于 V.BAT

支持铅酸和锂离子电池

6V–80V V在和 1.3V–80V V.BAT

图1.简化的太阳能电池充电器原理图。

LT8490 可由太阳能电池板或任何直流电压源供电。对于特定的电池电压，可以使用多种太阳能电池板类型，因为电池板电压可以低于或高于电池电压。LT8490 接受从 6V 到一个最大 （冷温度） 开路电压 80V 的面板输入;对应于 16 到 96 个串联太阳能电池的范围。

由于功率级是外部的，因此可以针对应用进行优化。充电电流限制（以及使用直流电压源时的输入电流限制）可以根据需要进行配置。

真正的最大功率点跟踪

当采用太阳能电池板工作时，LT8490 将电池板电压保持在电池板的最大功率点。即使在部分阴影条件下，当出现多个局部最大功率点（太阳能电池板内旁路二极管的影响）时，LT8490 也能检测并跟踪真正的最大值。

图2显示了两种不同照明条件下普通60节250W面板的P-V曲线。当面板完全亮起时，最大功率点 （200W） 发生在 25V 时。在部分阴影下（见图3），25V面板电压下的可用功率降至50W，新的真实最大功率点（128W）出现在16V。请注意，原始的25V / 200W功率峰值实际上移动到局部最大值~32V / 63W。

图2.60 节 250W 太阳能电池板的功率曲线，整个电池板被照亮，小阴影部分覆盖一个电池（图 3）。

图3.太阳能电池板在右上角阴影。

这种双重本地最大效应是许多控制器中传统MPPT功能的缺点，因为它们在变为25V / 200W时遵循最初的32V / 63W峰值。相比之下，LT8490 在 16V/128W 时找到真正的 MPP，从而从面板产生额外的 65W。它通过定期测量面板的整个功率曲线并定位工作的真实最大功率峰值来实现这一点。在这种情况下，提取的电荷功率是其两倍以上，在其他阴影条件下可能获得更大的增益。

充电控制功能

充电算法可以根据每个应用的要求进行配置，方法是调整两个配置引脚上的电压。采用AGM、凝胶和湿电池技术制造的铅酸电池需要略有不同的充电电压才能获得最佳使用寿命，锂离子和LiFePO4电池的充电要求与铅酸电池不同。一些内置和可配置的充电控制功能包括：

使用NTC传感器进行充电电压温度补偿（通常用于铅酸电池）

电池温度过高或不足会停止充电电流以保护电池

电池没电检测停止充电，以避免危险

深度放电电池的可调涓流充电可降低损坏风险

恒流充电，当电池电压达到其最终值时变为恒压充电

电池充满电时，充电电压降低到较低的浮动电压水平

使用直流电压源运行时，可以设置充电时间限制

图4.完整的太阳能发电系统，带铅酸电池充电/控制。

结论

LT8490 是一款全功能真 MPPT 充电控制器，可采用太阳能电池板或电压范围为 6V 至 80V 的直流电压源工作，可为 1.3V 至 80V 的铅酸或锂电池充电。通过选择四个 MOSFET 和一个电感器，可轻松配置功率级，允许充电器在 V 下工作在高于、低于或等于电池电压。包括所有必要的功能，内置电池充电算法和MPPT控制，无需开发固件。

审核编辑：郭婷