【導讀】光伏系統通常包括一種儲能方式——電池或超級電容器——在沒(méi)有陽(yáng)光或電源瞬變時(shí)為負載提供電力。然而，在可行的情況下，無(wú)儲能系統是一種更環(huán)保的替代方案，具有更高的 MTBF。

光伏系統通常包括一種儲能方式——電池或超級電容器——在沒(méi)有陽(yáng)光或電源瞬變時(shí)為負載提供電力。然而，在可行的情況下，無(wú)儲能系統是一種更環(huán)保的替代方案，具有更高的 MTBF。

圖 1 所示的設計理念 是一種光伏穩壓器，采用Bang-Bang 式開(kāi)關(guān)模式運行，可實(shí)現高效率。它易于擴展，并且僅使用分立元件。

PMOS管M1導通、截止，對輸出電容C1充電。M1開(kāi)路時(shí)，光伏電源達到開(kāi)路電壓，C1向負載放電；M1導通時(shí)，光伏電源被鉗位到輸出電壓V O，C1再次充電。

光伏電源的 SPICE 模型由 I1-D1-R1-R2 給出，代表一串 30 個(gè)串聯(lián)的低功率硅太陽(yáng)能電池。

電路操作如下：由于 R3 和齊納二極管 D2 將 V GS設置 為 12V，因此M1 在啟動(dòng)期間開(kāi)啟。隨著(zhù) C1 充電，齊納二極管 D3 上的電壓上升直至達到 10V，從而設置電壓參考電平。V O 繼續上升，直到由 Q3 和 Q4 組成的差分放大器的輸出打開(kāi) Q2 和 Q1，從而關(guān)閉 M1。

然后V O 逐漸減小，直到差分放大器的輸出不足以保持 Q2 導通。調節器無(wú)限期地保持 Bang-Bang 模式，輸出電壓由下式給出：

（1）

輸出電壓紋波和開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)輸出電容器 C1 和反饋網(wǎng)絡(luò )電容器 C2 進(jìn)行調整。增加 C2 值會(huì )減慢電壓感測速度，這對于穩定性目的而言可能是必要的，但也會(huì )增加輸出紋波。建議根據應用在開(kāi)關(guān)頻率和輸出電壓紋波之間取得平衡。

原型的波形如圖2所示。15V 輸出上的紋波小于 0.5 V P-P ，開(kāi)關(guān)頻率略高于 25 kHz。

圖 2  穩壓器波形。藍色：輸出電壓；綠色：輸入電壓；青色：M1 電流。

總而言之，該電路是一種簡(jiǎn)單但堅固且多功能的解決方案，可從光伏電源獲得穩定電壓。該設計可輕松適應其他電壓或電流需求。

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