BQ25798双电源输入4节电池升降压充电与最大功率跟踪于光伏板应用

本文介绍一颗具有窄范围直流电压NVDC、路径管理PPMT、光伏板最大功率跟踪及反向放电OTG升降压充电控制器，带I2C接口能对内部寄存器做控制，为一颗QFN29-4*4封装，引脚定义如下图所示。

升降压控制器引脚图

应用线路如下图所示，由Q1~Q4组成升降压转换，从VBUS经采样电阻由PMID提供能量到VSYS，或从VBAT经BATFET由VSYS反向放电到VBUS的OTG模式，透过Q5作预充电、快充、涓充及路径管理，能从VSYS提供能量到VBAT对电池充电，抑或是从VBAT提供能量到VSYS给负载放电。

带光伏最大功率升降压充电控制器应用线路

仅电池存在

当适配器移除仅只有电池存在时，BATFET导通提供系统VSYS用电。

OTG模式

在寄存器Reg0B[10:0]及Reg0D[6:0]设置完OTG的电压电流后，寄存器Reg12[6]使能反向放电OTG模式，并由电池经升降压转换器输出到VBUS，电压与电流由寄存器设置，并提供负载用电。

OTG模式寄存器

输入源选择

芯片支持VAC1及VAC2双电源输入提供VBUS能量，其中不使用寄存器设置时，VAC1具有优先供电权，可透过寄存器Reg13[7:6]强制输入源的切换，但无法同时导通，切换时存在同时关闭的情况，需要VBUS电压掉至3.2V才会接上新的输入源，同时DCDC转换器存在着短暂的工作停止。

电源输入控制寄存器

充电控制

芯片可以针对寄存器Reg01[10:0]设置充电电压、寄存器Reg03[8:0] 设置充电电流、寄存器Reg08[7:0] 设置预充电至快充切换阀值与电流、寄存器Reg09[4:0]设置充电末端电流、寄存器Reg0A[3:0] 设置再充电阀值等等功能。

充电寄存器设置

光伏板最大功率

光伏板电压-电流特性曲线如下所示，随着光照强度的变化，输出电流呈线性变化，但最大功率点的电压几乎维持不变。

光伏板光照强度V-I特性曲线

芯片基于以上原理，利用VINDPM对电池与VSYS提供最大功率，将输入电压调节在设置的电压值，如下所示。

固定电压光伏最大功率寄存器

相同光照强度下，光伏板最大功率点时的电压受温度的影响较大，如下图所示，在温差较大的地区应用时，将造成光伏电池无法输出最大功率。

光伏板温度-电压-电流曲线

芯片使用了开路电压检测法以校准温度对光伏板电压的影响，并透过光伏板最大功率点的电压为70%~90%开路电压的特性，更改VINDPM的数值，以提高光伏板效率；透过寄存器Reg15[0]启动MPP功能，若电池电压低于VSYSmin电压时，由寄存器Reg00[5:0]设置，则无法启动，且每2分钟检测一次开路电压，每次停止工作维持300mS，时间比例可以由寄存器Reg15[4:1]设置，当下DCDC停止工作由VBAT提供VSYS用电，检测到开路电压后，乘以一个系数后写入VINDMP寄存器Reg05[7:0]，系数可由寄存器Reg15[7:5]设置。

光伏板最大功率追踪寄存器

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