发布时间:2023-11-24文章来源:jjb测速
当有不同的办法能够来完成同一项工作时,这一些方法通常都有各自的优势和劣势。但当仔细考虑具体的工作需求和资源时,通常其中一个就会脱颖而出,成为更好的选择。
太阳能充电控制器也是如此。在这项工作中,常见的两种选择是 MPPT 与 PWM。在这篇文章中,我们将讨论这两种技术之间的差异,帮助您确定哪种技术更为适合,并提供使用这两种技术的设计建议。
MPPT(maximum power point tracking,上限功率点跟踪)和 PWM(pulse width modulation,脉冲宽度调制)都是为太阳能充电控制器供电的技术。PWM 通过改变连接的占空比来实现这一功能,从太阳能电池板为电池充电。
PWM 充电的作用就像一个开关,其中一个MOSFET用于桥接太阳能电池板和电池之间的连接。通常会使用一个微控制器来改变充电电流的占空比,以此控制充电阶段。通常情况下,PWM 充电要经过三个阶段:强充、均衡充、浮充。
强充阶段是充电器让合理的大量电流通过,为电池充电。下一个阶段是均衡充,让电池电压稳定下来,然后再释放恒定的电流。最后,浮电阶段确保通过涓流充电来补偿电池自放电的损失。
MPPT 充电器在给电池充电时也要经过这些阶段。不过,它是同时调节电压和电流,动态地做到这一点,以此来实现最大的充电效率。
MPPT 充电器产生的充电电压和电流与太阳能电池板 I-V 曲线上的上限功率相关。充电过程还考虑到太阳能电池板的温度、角度和曝光程度。
而 PWM 充电器的行为就像太阳能电池板和蓄电池之间的开关。它的设计不是为了跟踪 I-V 曲线上的上限功率,因此,无论在啥状况下都会严格地运行。
MPPT 充电器比 PWM 充电器的效率高得多。MPPT 充电器的效率可以高达 99%,但 PWM 充电的效率只有 50%-75%。让我们来探究一下为何会出现这样一种情况。
PWM 充电器的行为就像一个开关,因此,太阳能电池板将始终以电池的电压充电。开路电压为 24V 的太阳能电池板,当连接到 PWM 充电器时,电压会拉低到几乎与蓄电池的 12V 电压相同。这使其充电效率降低了 50%。
另一边,MPPT 将充电电压和电流调整到最大可输送功率。它的行为就像一个DC-DC 变压器,而不是一个开关,这使其能够最大限度地减少充电损失。
由于结构更简单,PWM 充电器比 MPPT 充电器成本更低。一个 PWM 充电器的成本通常低于 100 美元,而一个 MPPT 充电器的成本则高达数百美元。
无论是围绕 MPPT 还是 PWM 充电电路进行设计,都有几点必须要格外注意。这两种电路都利用高频开关,因此,在设计时要注意降低 EMI 排放。缩短走线长度,让元件相互靠近,以便最好能够降低回路电感。
这两种类型的充电器都可以设计成处理从 1A 到 60A 的高充电电流。为此,要确保走线宽度足以处理最大电流。否则,走线受到压力时可能会过热或断裂。
无论是MPPT 还是 PWM充电电路,如果在设计时能够正常的使用效能优异的PCB设计和分析软件进行全方位检查,将对设计大有裨益。inspectAR 软件利用增强现实技术(AR)以交互性的方式评估并改进 PCB 设计过程,轻松准确地实现 PCB 检查、调试、返工和组装。
上图显示了在 inspectAR 软件中对 AR 叠层制造的探测。利用AR技术,工程师或制造技术人能在制作的完整过程中的任何一个时间里将单个器件、走线、子电路或整个电路板与设计规格作比较,并随时查看技术手册、添加留言、注释。
资料简介 /
电路图(含原理说明) /
的区别 /
基于FRDM-KE02Z和Tower Board的无传感器BLDC电机控制
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