ZHCAD53 August   2022 TPS61094

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1太阳能电池和 MPPT 简介
    1. 1.1 传统 MPPT 解决方案
  5. 2采用太阳能电池的典型系统
    1. 2.1 简介
    2. 2.2 特定终端设备
      1. 2.2.1 系统要求
  6. 3TPS61094 解决方案
    1. 3.1 超级电容器和电池设计
    2. 3.2 太阳能电池板设计
    3. 3.3 TPS61094 描述和工作方式
    4. 3.4 系统解决方案
  7. 4基于 TPS61094 解决方案的测试报告
    1. 4.1 测试波形
  8. 5参考

系统解决方案

实现 MPPT 功能,缩短系统测试时间。该系统中使用自动降压或升压模式。在测试板上使用了较小的超级电容器。表 3-1 展示了此测试中的设置。

表 3-1 EVM 板上的测试设置
参数
太阳能面板 5.5V 100mW
超级电容器 3F 2.7V
目标电压 4.8V
充电电流 150mA
充电电压 2.7V

该系统的实现主要利用了汲取大电流时太阳能电池板的电压将下降的特性。结合 TPS61094 的自动降压/升压规格,目标电压为 4.8V,充电电流为 150mA,高于 Impp。由于太阳能电池的特性,TPS61094 将在不同模式之间快速切换。这会使输出电压围绕目标电压上下波动。并且无论光照和负载如何,输出电压都是稳定的。该解决方案实现了 MPPT,不仅可用于电池充电,还可用于后级电源。系统的主要工作模式如图 3-5 中所示。

GUID-20220808-SS0I-S4NT-8VN8-BWWDXS7KQP6H-low.svg 图 3-3 主要两种工作状态转换

TPS61094 首先在降压模式下工作。SUP 引脚中存在重负载瞬态,太阳能电池板无法保持该瞬态,导致输出电压低于输出目标电压(OSEL 引脚设置)。TPS61094 从降压模式转换为补充模式。太阳能电池板和 SUP 电源将共同为负载供电。

在补充状态下,由于 SUP 未充电,因此输入电压将升高。并且输出电压将高于输出目标电压 + 100mV,这意味着太阳能电池板可以支持输出负载,TPS61094 从补充模式转换为降压模式。

图 3-4 展示了该系统的波形。黄线表示太阳能电池板的端子电压,该电压保持在 4.8V 左右。紫线表示输出电压。输出端和接地端之间添加了一个 47uF 电解电容器,以滤除 25Hz 开关纹波。绿线表示电感器的电流。当电流为正时,TPS61094 处于降压模式;当电流为负时,TPS61094 处于补充模式。结果表明,该解决方案能够成功实现 MPPT。

GUID-20220808-SS0I-PCCC-TLWF-K85RLGJNT2G5-low.svg图 3-4 实现 MPPT 的典型波形