3.2/3.7V太陽能燈具的MPPT電路
鋰電池具備高密度,體積小,充放電次數多的優點,廣泛應用于太陽能燈具作為儲能單元。單體鐵鋰額定工作電壓3.20V,充飽電壓3.65V;三元鋰電池工作電壓3.70V,充飽電壓4.20V。由于單體的電池儲存能力有限,實際應用中,需要串并聯操作(PACK),達到合適的電壓容量。
相同材料工藝生產的鋰電池個體之間的容量會有一定的偏差,生產廠家會采用設備進行分組分容。由于是新電池,電池的初期差異不大我們把這種定義為靜態分組分容。
PACK好的電池組,隨著電池組的多次循環使用,個體間的容量差異表現出來。對于串聯的電池組會導致容量大的充不飽,放不完;容量偏小的電池組會最早充飽,最早放完。這種情況下必須加設均衡電路,來保證容量偏小的單體電池不至于充壞或者過放。最關鍵的是整個電池組的容量會以最小單體容量來決定了。這種情況的避免措施只有將新電池采用加快充放電的措施,再一次篩選電池的容量。我們稱之為動態分組分容。
如上的動態和靜態分組分容勢必然增加生產工藝,刪選出一定量的單體電池。
使合格品率降低,這會大大提高單體成本。這種工藝生產的電池適合于對價格不敏感的動力電池,或者儲能系統。
太陽能照明產品是消費類產品,價格競爭激烈。
針對以上原因,這幾年在市場上出現了單串多并電池組的使用,由于從根本上解決了容量偏差造成的一系列問題,還可以使用篩選出的B品電池直接并聯,更是大大降低了電池組的成本。使這種電池組的太陽能燈具越來越多,大有星星之火可以燎原之勢。電路結構如下:
太陽能組件功率從5-30W之間。由于光伏組件層壓柵極銅帶的載流量的限制,光伏組件不能做的太大,市場上已經出現40W的光伏組件燒刪極銅帶的問題。
6V的太陽能組件給3.2/3.7V的電池組充電,會有2V-3V左右的能量損失
采用MPPT充電電路,可以顯著提升充電電流。經過測試,太陽能輸入2A電流,經過MPPT電路,給電池的充電電流會達到2.90A。提升45%的充電效率。
采用MPPT充電電路,還可以靈活配置太陽能組件。比如60W的太陽能組件可以生產10V的額定工作電壓,較低的組件電流可以保證不會燒壞銅帶。