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

作者：時(shí)間：2011-09-13 來源：網(wǎng)絡(luò)

英飛凌汽車電子生態(tài)圈
- 掃碼關(guān)注
  獲取最新最全汽車電子
  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

　　
　　不過，在圖5所示B或C的輸入端串聯(lián)一個(gè)二極管就可以保護(hù)所有器件。串聯(lián)二極管的一個(gè)缺點(diǎn)是，它會(huì)連續(xù)耗散系統(tǒng)功率。如果反向極性保護(hù)二極管放在高電流系統(tǒng)中，損耗可能會(huì)很大。實(shí)施反極性保護(hù)的另一種方法是放置一個(gè)二極管，例如，當(dāng)施加反向電壓時(shí)它會(huì)使保險(xiǎn)絲開路，如圖5 D所示。選擇的保險(xiǎn)絲可以是一個(gè)用戶可更換或波利熱熔斷器。保險(xiǎn)絲可以提供必要的保護(hù)，但可能導(dǎo)致不太好的用戶體驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)二極管反向極性保護(hù)的低損耗方式是使用MOSFET，當(dāng)施加的電壓極性正確時(shí)MOSFET導(dǎo)通，而在電壓極性不正確時(shí)關(guān)閉。圖5 E所示。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/178645.htm

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(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池板
　　NCP1294評(píng)估板支持的太陽(yáng)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(yáng)能電池板。最常見類型的太陽(yáng)能電池是晶體硅，它有兩種主要類型：?jiǎn)尉Ч韬投嗑Ч琛尉Ч枘苄ё罡?，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(yáng)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％。