安森美半導(dǎo)體NCP1294太陽能充電控制器及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)

圖5：反極性的輸入端連接

　　在第三種情況下，輸出是反極性連接，輸入是正確連接，功率元件可能會(huì)損壞。由于源假定為鉛酸電池，保護(hù)至關(guān)重要，因?yàn)閾p壞的元件可能消耗大量的能量。圖5 B顯示了防止反向輸出電壓的方法之一。
　　
　　最后一種情況是輸入和輸出的連接都不正確。在這種情況下，如果設(shè)計(jì)人員實(shí)施了第二和第三種保護(hù)，輸入和輸出都將受到保護(hù)。設(shè)計(jì)人員不應(yīng)忽略電壓抑制器，它安裝在瞬態(tài)電壓的輸入端，其極性可能正確或不正確。因此，重要的是要有雙向瞬態(tài)抑制器，能夠承受正常反極性電壓而不會(huì)損壞。

電池充電
　　鉛酸電池充電有三個(gè)階段：恒流充電或大電流充電、吸收或恒壓模式，以及浮充電。在大電流充電期間，電流保持恒定，這是由NCP1294脈沖電流限制和電流設(shè)置電路的脈沖完成的。除非最大功率點(diǎn)低于這個(gè)水平，電流都將保持在設(shè)計(jì)人員或用戶設(shè)定的充電速率，此時(shí)將充電到最大功率點(diǎn)調(diào)整率。

OOV比較器
　　NCP1294配備了一個(gè)OOV比較器，可以監(jiān)測(cè)輸出電池電壓，以確定是否反饋機(jī)制已損壞，或遠(yuǎn)程檢測(cè)受到超過電池溫度補(bǔ)償?shù)碾姵仉妷旱挠绊憽．?dāng)斷開OOV時(shí)系統(tǒng)關(guān)閉。比較器可用在系統(tǒng)輸入或系統(tǒng)輸出，但推薦用作輸出的故障安全機(jī)制。當(dāng)使用單電池系統(tǒng)時(shí)，可以使用18V的觸發(fā)點(diǎn)(trip point)或基于充電狀態(tài)設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)。如果使用浮動(dòng)電壓狀態(tài)，需要設(shè)置15 V為觸發(fā)電壓。

OUV功能
　　NCP1294的欠壓鎖定功能(OUV)功能可監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，以確定是否輸入電壓水平會(huì)導(dǎo)致熱問題。OUV可以獨(dú)立監(jiān)測(cè)輸入電壓，以確保輸入電壓在理想水平，從而提供最大輸出功率。

OTP功能
　　由于太陽能控制器可能以不恰當(dāng)?shù)姆绞绞褂?，建議對(duì)降壓主開關(guān)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確定它是否超過了最高溫度水平。如果主MOSFET的溫度已超過了適當(dāng)?shù)乃?，過溫保護(hù)(OTP)可以抑制電流以減少系統(tǒng)功耗。

熱管理
　　NCP1294是一個(gè)低功耗器件。一旦確定了IC功耗，設(shè)計(jì)人員可以計(jì)算出所需的熱阻抗，以保持最差環(huán)境溫度下指定的結(jié)溫。太陽能控制器的熱性能受PCB布局影響很大。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)格外小心，以確保IC和電源開關(guān)在建議的環(huán)境條件下工作。任何電源設(shè)計(jì)都應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)室測(cè)試，以確保在最差工作條件下設(shè)計(jì)所需的功耗。在測(cè)試過程中考慮的變量應(yīng)包括最高環(huán)境溫度、最小氣流、最大輸入電壓、最大負(fù)載和元件變化(即最差情況下MOSFET的RDSON)。

太陽能電池板
　　NCP1294評(píng)估板支持的太陽能電池板在5 W和120 W之間。這里考慮的是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)類型的太陽能電池板。最常見類型的太陽能電池是晶體硅，它有兩種主要類型：?jiǎn)尉Ч韬投嗑Ч?。單晶硅能效最高，但生產(chǎn)也比較昂貴，通常僅限于商業(yè)和住宅應(yīng)用。非晶太陽能電池板由涂覆在不銹鋼或類似材料上的熔融硅薄膜構(gòu)成。晶體結(jié)構(gòu)非常脆弱，通常夾在兩片玻璃之間，以利于保護(hù)。單晶硅的效率為18％，多晶硅為15％，非晶態(tài)為10％。

圖6：太陽能控制器電路板

　　利用這個(gè)功能豐富而靈活的解決方案，工程師可以根據(jù)不同太陽能電池板的要求開發(fā)出適用的產(chǎn)品，讓最終用戶享用到先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)帶來的便利和更好的使用體驗(yàn)。