《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種低輸入電壓的微型太陽(yáng)能充電器
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第4期
楊 煬1,,2,,劉 青2,王子才1,,張 華2
1.哈爾濱工業(yè)大學(xué),,黑龍江 哈爾濱150001;2.深圳航天科技創(chuàng)新研究院,,廣東 深圳518057
摘要: 分析了移動(dòng)便攜式太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用中太陽(yáng)能電池陣列受照情況的特點(diǎn)及其對(duì)有效輸出功率的影響,,指出該類應(yīng)用中應(yīng)盡可能減少陣列的串聯(lián)數(shù),增加并聯(lián)數(shù)以減少部分遮擋或受照不均勻造成的功率損失。針對(duì)這一需求,,采用LT8490控制器,,設(shè)計(jì)了一款具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的升降壓太陽(yáng)能充電模塊,通過分析控制器的工作原理,,提出了一種拓展輸入電壓下限的方法,,使其能更好地解決移動(dòng)便攜式應(yīng)用中減少串聯(lián)數(shù)導(dǎo)致陣列輸出電壓較低的問題。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,,該方法可行有效,,設(shè)計(jì)的微型太陽(yáng)能充電模塊能滿足移動(dòng)便攜式應(yīng)用中太陽(yáng)能電池陣列串聯(lián)數(shù)較少、輸出電壓較低的要求,。
中圖分類號(hào): TM921.5
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200898
中文引用格式: 楊煬,,劉青,王子才,,等. 一種低輸入電壓的微型太陽(yáng)能充電器[J].電子技術(shù)應(yīng)用,,2021,47(4):121-125.
英文引用格式: Yang Yang,,Liu Qing,,Wang Zicai,et al. Low input voltage small form factor solar power charging module[J]. Application of Electronic Technique,,2021,,47(4):121-125.
Low input voltage small form factor solar power charging module
Yang Yang1,2,,Liu Qing2,,Wang Zicai1,Zhang Hua2
1.Harbin Institute of Technology,,Harbin 150001,,China; 2.Shenzhen Academy of Aerospace Technology,,Shenzhen 518057,,China
Abstract: This paper analyzes the characteristics of solar array illumination in mobile and portable solar power generation applications and its impact on output power. It is pointed out that in such applications, the number of solar cells in series should be reduced as much as possible, and the number of parallel connections should be increased to reduce partial shading or non-unified illumination. In response to this demand, the LT8490 controller is used to design a Buck-Boost solar charging module with Maximum Power Point Tracking(MPPT) function. A method to extend the lower limit of the input voltage is proposed to make it better to solve the problem of lower array output voltage caused by reducing the number of solar cells in series. Experimental tests show that the method is feasible and effective. The proposed solar power charging module can meet the requirements of fewer solar cells in series and lower output voltage in mobile and portable applications.
Key words : portable solar power charging;maximum power point tracking,;Buck-Boost topology

0 引言

    太陽(yáng)能發(fā)電,,也稱光伏發(fā)電,是利用半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng),,吸收太陽(yáng)光中光子的能量并轉(zhuǎn)換為電能,,是一種易于獲取、清潔環(huán)保的可再生能源,。近年來,,隨著新型太陽(yáng)能電池的出現(xiàn)以及傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝的改進(jìn),,太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率在不斷提高[1],且生產(chǎn)成本也在逐步降低,,與之配套的電力電子設(shè)備方案日趨成熟可靠,。在光伏發(fā)電補(bǔ)貼政策力度逐漸減弱的大環(huán)境下,光伏裝機(jī)容量仍在快速增加,,也從側(cè)面說明光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性能已趨近于傳統(tǒng)發(fā)電方式[2-3],。

    除了用于并網(wǎng)發(fā)電,太陽(yáng)能發(fā)電由于其使用限制較少且隨處可及,,在個(gè)人消費(fèi)電子,、戶外探險(xiǎn)、單兵裝備場(chǎng)合作為戶外能源補(bǔ)充具有顯著優(yōu)勢(shì),。目前光伏發(fā)電的電源變換器研究主要集中在單臺(tái)幾千瓦到百千瓦量級(jí),,對(duì)于移動(dòng)便攜式應(yīng)用中需要的幾十瓦到百瓦級(jí)的電源變換器研究較少。并網(wǎng)光伏發(fā)電中,,太陽(yáng)能電池安裝在固定的地點(diǎn),,其受照情況穩(wěn)定,即使附近有遮擋物,,其遮擋陰影也是規(guī)律性緩慢變化的,,可通過太陽(yáng)能電池陣列的合理配置降低遮擋影響[4-5],并采用最大功率點(diǎn)跟蹤方法使太陽(yáng)能電池陣列持續(xù)以最大功率輸出[6-7],。在移動(dòng)便攜式應(yīng)用中,,存在光照情況變化頻繁、太陽(yáng)能電池陣列易受隨機(jī)遮擋等特點(diǎn),。對(duì)此,,已有研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一些針對(duì)性的產(chǎn)品[8-9]

    本文首先分析移動(dòng)便攜式光伏發(fā)電中陰影遮擋造成的影響以及減少該影響所應(yīng)采用的太陽(yáng)能電池陣列配置方式,,并據(jù)此設(shè)計(jì)適用的電源變換器總體方案,。采用LT8490作為控制器,設(shè)計(jì)了一款具有最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,,MPPT)功能的微型太陽(yáng)能充電模塊,,提出了一種拓展LT8490輸入電壓下限的方法,最終通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,,驗(yàn)證了該方法的可行性,。




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作者信息:

楊  煬1,2,,劉  青2,王子才1,,張  華2

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué),,黑龍江 哈爾濱150001,;2.深圳航天科技創(chuàng)新研究院,廣東 深圳518057)

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