單板智慧電源設計如何在輸入失效時仍能讓您的裝置持續運作?

在行動電源及其他裝置等應用中——當系統需要在運行的同時為電池充電——電源路徑充電power‑path charging)是一種非常理想的解決方案。
此方法可透過有效管理系統與電池之間的電源分配,來優化電池效能並延長整體使用壽命。

系統會從三種來源中智慧地選擇電力輸入:

  • AC 轉 DC 轉換器(變壓器)
  • 太陽能板
  • 電池本身

通常情況下,轉換器或太陽能板會為電池充電。
若兩者皆失效——例如 AC 轉 DC 轉換器故障,且太陽能板電壓降得過低——系統會自動切換至已充電的備用電池,以持續為負載供電。

來自 LTC4416 電源路徑控制器的輸出會送入 LTC4162-L,該元件支援高達 35 V 的輸入電壓,並且即使電池為空或未接入時也能運行。它內建最大功率點追蹤(MPPT)功能,可提升太陽能轉換效率。

在強烈日照下,太陽能板會在兩種區域運作:

  • 高電壓、低阻抗
  • 較低電壓、高阻抗

當 MPPT 嘗試尋找最佳工作點時,太陽能板電壓可能會降至高阻抗區域,這可能導致控制迴路不穩定。

在此設計中,太陽能板輸入於**高阻抗區域(<12 V)**運作,因此加入一個 R-C 網路(R4 和 C1),以在日照變化時穩定控制迴路。

對於低瓦數太陽能板,建議 C1 使用較大的電容值(100 µF 至 1000 µF),以維持 MPPT 穩定並確保系統可靠運行。

相關文章: