MPS | 光伏可再生能源利用 — 北京冬奥的另一块“金牌”

惊艳世人的微火火炬拉开了北京冬奥会的序幕，奥运健儿在赛场上争金夺银的同时，绿色电能首次覆盖所有奥运场馆，真正实现碳中和，也是另外一种意义上的“金牌”实力！

“绿电” 主要来自太阳能光伏发电和风力发电。提升光伏可再生能源的占比，无疑是完成 “2030年前达到峰值”，“2060年前实现碳中和” 任务的有效手段和途径。

光伏电池有很多细分应用领域，在小型光伏板应用场合，有我们常见的户外摄像头，户外照明以及共享单车源等。在这些应用中，除了一块小的光伏电池板之外，还需要配备备用电池。光伏电池板将太阳能转换成电能给系统供电，同时给备用电池充电，在光照不足情况下或夜间，备用电池将释放其储存的能量给系统供电，保证系统的不间断运行。

光伏电池板的输出电流和电压（即其输出功率）会随着光照强度以及光伏电池板温度的变化而变化。光照增强时，输出电流和电压变大；光伏板温度升高时，输出电流和电压变小。

如何获取光伏板的最大功率，最大程度的将太阳能存储在备用电池里和给系统供电；在光照不足的情况下，如何控制备用电池无缝切换给系统供电，将是整个光伏充电系统中的关键问题。

图注：光伏电池板I-V和P-V曲线

唯样商城代理品牌MPS 公司的 MP2731，是一款集成电压电流采样的带功率管理功能的充电芯片，以 MP2731 为功率管理核心的光伏充电方案直击上述光伏应用中的关键问题。

那么 MP2731 有哪些特点呢？

·高度集成

·输入电压范围宽广，3.7V到16V

·集成ADC，可以采集输入电压电流及各种充电参数

·充电参数以及输入电压电流环路可编程

·NVDC架构

MP2731 集成充电放电功率架构，电压电流采样以及环路控制，这使得整个光伏充电方案简洁。

在上述小型光伏应用中，光伏电池板的输出电压通常在5V到12V，最大功率在5W到7W。MP2731 的输入电压范围宽广，从3.7V到16V，覆盖上述应用领域中的光伏电池板的输出范围。

图注：MP2731光伏充电方案框图

如何跟踪光伏电池的最大功率点？

从光伏板的 PV 特性曲线上可以看出，如果改变光伏板的输出电压，就可以改变光伏板的输出功率，那么记录下每次电压改变后的输出功率，就知道了功率的变化方向，从而找到光伏板的最大功率点。

MP2731 集成可编程的输入电压环，通过控制 MP2731 工作在输入电压环，就可以调节输入电压，即跟踪光伏板的输出电压。MP2731 内置 ADC，采集输入电压和电流转换成数字信息存储在寄存器中，这样 MCU 读取 ADC 结果，就可以计算出光伏板的输出功率。MCU 通过动态调节输入电压环的配置，记录光伏板的输出功率，从而获取光伏板的最大功率。

图注：获取光伏电池最大输出功率

MP2731 采用 NVDC 架构，在光照充足的情况下，MP2731 同时向系统负载供电和给备用电池充电，并且系统供电优先。光照不足的情况下，MP2731 会自动减少充电电流，保证系统用电需求。

图注：光伏电池给系统供电和电池充电

以 MP2731 为核心的光伏充电方案高效地追踪光伏电池板的最大输出功率，实测的跟踪精度可以达到96.8%。

在没有光照的情况下，光伏板没有输出电压，MP2731 会自动切换电池给系统供电，保证系统平稳运行。

图注：备用电池给系统供电

(Positive: charge；Negative: discharge)

图注：输入移除时备用电池给系统供电

MPS 公司作为一家领先的半导体公司，致力于为客户提供创新的产品。

在新能源发展的趋势下，MPS 也将顺势而为，提供更加丰富的解决方案，通过环保、易用、性能卓越的产品，服务于社会。

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