Bang-Bang光伏调节器不需要磁性

文章:Ausias Garrigos&David Marroqui

您并不总是需要一个复杂的MPPT控制器来提取和调节光伏电源。这个优雅的小电路可能很好。

光伏系统通常包括储能 - 电池或超级胶水的装置 - 当太阳光不可用或在电源瞬变期间提供电量的电力。但是,在可行的情况下,无储存系统是一个具有更高MTBF的环保替代方案。

设计理念描绘了图1是一个在a中运行的光伏电压调节器嘭嘭风格切换模式,实现高效率。它很容易可扩展,仅使用离散组件。


图1简单的自由运行光伏电压稳压器(注意:D2&D3是齐纳)。

PMOS晶体管M1打开和关闭以充电输出电容C1。当M1打开时,光伏源进入其开路电压,C1排放到负载中;当M1接通时,光伏源钳位到输出电压V.O.和C1再次收费。

光伏源的香料模型由I1-D1-R1-R2给出,其表示串联的30个低功率硅太阳能电池。

电路操作如下:自R3和ZENER D2 SET V起初启动期间开启开关GS.到12V。作为C1电荷,齐纳D3上的电压升高到10V,设置电压参考电平。V.O.继续上升,直到包括Q3和Q4的差分放大器的输出接通Q2和Q1,其关闭M1。

V.O.然后减少直到差分放大器的输出不足以保持Q2。该调节器无限期地保持在Bang-Bang模式,输出电压由以下提供:

(1)

输出电压纹波和开关频率可以由输出电容器C1和反馈网络电容器C2调节。增加C2值减慢电压感测,这可能是稳定性目的所必需的,但也增加了输出纹波。根据应用建议使用开关频率和输出电压纹波之间的平衡。

从原型的波形显示在图2。纹波小于0.5 VP-P.在15V输出上,开关频率有超过25 kHz。


图2电压调节器波形。蓝色:输出电压;绿色:输入电压;青色:M1电流。

为了得出结论,该电路是一种简单而坚固且多功能的解决方案,以获得来自光伏源的调节电压。该设计易于适应其他电压或电流需求。

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-ausias.Garrigós.西班牙埃尔切大学米格尔·赫内兹大学电子技术系副教授。

-DavidMarroquí.是西班牙大学Miguel Hernandez大学材料科学,光学和电子技术部门的助理教授。

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