用電子技術(shù)最大化太陽(yáng)能電池板輸出功率

最初，TI 的線性充電穩(wěn)壓器bqTINY-III 系列只是設(shè)計(jì)用于通過(guò)一個(gè) AC 適配器或 USB 端口為單體鋰離子電池充電，然而，這些 IC 也非常適用于由太陽(yáng)能板供電的應(yīng)用。

太陽(yáng)能電池通常是由 p-n 結(jié)組成的，p-n 結(jié)中入射光線能量（光子）通過(guò)導(dǎo)致電子和空穴的重新組合來(lái)產(chǎn)生電流。由于 p-n 結(jié)的特性類(lèi)似于二極管的特性，因此我們通常以如圖 1 中所示的電路作為太陽(yáng)能電池特性的一個(gè)簡(jiǎn)化模型。

電流源 IPH 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和太陽(yáng)能電池上的光量度成正比的電流。在沒(méi)有負(fù)載連接的情況下，幾乎所有產(chǎn)生的電流均流經(jīng)二極管 D1，其正向電壓決定了太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓 (VOC)。該電壓會(huì)因不同類(lèi)型太陽(yáng)能電池的特性不同而有所差異，但是，對(duì)于大多數(shù)硅電池而言，這一電壓都在 0.5V～0.6V 之間（這也是 p-n 結(jié)二極管的標(biāo)準(zhǔn)正向電壓）。在實(shí)際太陽(yáng)能電池應(yīng)用中，并聯(lián)電阻 RP 的漏電流很小。隨著負(fù)載電流的增加，IPH 產(chǎn)生的大部分電流從二極管中流出來(lái)并進(jìn)入負(fù)載。

對(duì)于大多數(shù)負(fù)載電流而言，這個(gè)過(guò)程對(duì)于輸出電壓僅有很小的影響。由于二極管的 I-V 特性會(huì)有輕微的變化，并且由于串聯(lián)電阻 RS 的原因（其具有連接損耗）電壓會(huì)稍有下降，但輸出電壓卻保持大體恒定。然而，有時(shí)流經(jīng) D1 的電流太小，從而導(dǎo)致二極管偏置不夠，并且二極管兩端的電壓會(huì)隨著負(fù)載電流的增加而急劇下降。最后，如果所有產(chǎn)生的電流均只流經(jīng)負(fù)載（而不流經(jīng)二極管），則輸出電壓就會(huì)變?yōu)榱恪＿@個(gè)電流被稱為太陽(yáng)能電池的短路電流 (ISC)。ISC 和 VOC 都是定義太陽(yáng)能電池工作性能的主要參數(shù)之一。