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利用太阳能应用系统实现DC-DC优化设计

发布时间:2014-10-27 责任编辑:echolady

【导读】如今,太阳能在人类生活中被广泛应用,然而与辐射到地球上的能量相比较,被我们利用的太阳能微乎其微,如何优化设计并普及成为重点所在,虽然人们尝试过延长照明时间或者加大照射面积,但所利用的能源都有限,如何在有限的资源下充分发挥太阳能的作用,针对太阳能进行DC-DC优化设计,本文会一一解答。
利用太阳能应用系统实现DC-DC优化设计
图题:系统框图
 
一、温度传感器

从太阳能板吸收的光能通过温度传感器转变成电能
DS7505- 高精度数字温度计和温度监控器
低压(1.7V至3.7V)数字温度计和温度调节器在-55°C至+125°C温度范围内提供9、10、11或12位数字温度读数,在0°C至+70°C温度范围内精度为±0.5°C。9位分辨率模式软件兼容于LM75,与DS7505的通讯可由简单的2线串行接口实现。芯片具备三个地址引脚,允许最多8个DS7505挂接在同一个2线总线上,大大简化了分布式温度检测应用…被大量应用于任何对温度敏感的系统…

优势及特色:
1.具有一个专用的漏极开路输出(O.S.)和可编程故障容限,允许用户定义触发O.S.报警输出所需的连续故障条件次数
2.根据用户对存储在EEPROM寄存器中的触发门限(TOS和THYST)的定义,提供两种温度调节模式
3.软件兼容于LM75/DS75的升级版温度传感器,具有非易失温度调节门限存储

二、DC-DC转换器

通过温度传感器转变的电能通过DC-DC转换器得到我们所需要的标准电压
MAX5033 -500mA、76V、高效率、MAXPower降压型DC-DC转换器
易于使用、高效率、高压、降压型DC-DC转换器,工作于高达76V的输入电压,空载时仅消耗270µA的静态电流。脉宽调制(PWM)转换器重载时工作在固定的125kHz开关频率,轻载时可自动切换到脉冲跳频模式,以达到低静态电流和高效率。包括内部频率补偿,简化了电路应用…完美应用于工业、消费电子及分布式电源…

优势和特点:
1. 内部采用低导通电阻、高电压DMOS晶体管,以获得高效率和降低整个系统成本
2. 包括欠压锁存、逐周期限流、间歇模式输出短路保护及热关断功能
3. 内置0.4Ω高端DMOS FET、空载时,270µA的静态电流;10µA的关断电流

三、电能测量

通过DC-DC转换器的电能需经过仪器的测量及监测
78M6612 - 单相、双输出功率和电能测量IC,业内首款、也是唯一的嵌入式交流电表方案,用于家庭和企业
一款高度集成的单相功率和能量测量与监测片上系统(SoC),包括32位计算引擎(CE)、MPU核、RTC和闪存。采用一次变换架构以及22位Σ-Δ ADC、四路模拟输入、数字温度补偿和高精度电压基准,能够以极少的外部元件支持较宽范围的单相、双输出功率测量应用…被大量用在消费类白色家电及自动化行业…

优势和特点:
1. 在2000:1电流范围和整个工作温度范围内保持优于0.5% Wh的精度
2. 脉冲输出提供脉冲计数功能、交流电频率计数,用于RTC、数字温度补偿
3. 提供电池备份,用于RTC和电池监测、8位MPU (80515)、单指令周期,内置ICE用于MPU调试
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四、DC-DC优化:MOSFET驱动器

MAX15070A- 7A吸入电流、3A源出电流、12ns、SOT23 MOSFET驱动器
具有极小延时的微型MOSFET驱动器,提供较宽的源出/吸入电流,可以吸收7A并源出3A峰值电流。此器件为MAX5048的升级版本,具有反相和同相输入,为控制MOSFET提供更大的灵活性。同时提供两路独立的互补模式输出,可灵活地控制开关导通和关断速度…在MOSFET开关控制及转换器中大量应用…

优势及特色:
1.具有非常短的开关时间和传输延迟(12ns,典型值),非常适合用于高频电路
2.反相和同相输入传输延迟匹配在500ps以内、热关断保护
3.小尺寸SOT23封装,允许在下方布设PCB引线、-40°C至+125°C工作温度范围

五、通信功能

①G3-PLC
MAX2992- G3-PLC MAC/PHY电力线收发器
业内首款G3-PLC兼容调制解调器,可通过交流电力线提供半双工异步数据通信,传输速率高达300kbps。MAX2992是一款片上系统(SoC),利用Maxim的32位MAXQ30微控制器核构建物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)层。集成了模拟前端收发器的MAX2991能够与此器件无缝连接,共同与MAX2992 G3-PLC™固件构成完整的G3-PLC调制解调方案…在太阳能、新能源管理及智能电网中大量应用..

优势及特色:
1. 集成了可编程陷波机制,允许对调制解调器发送频谱的某个频段进行陷波处理
2. 增强CSMA/CA和ARQ,结合网络路由协议,支持各种网络的通用MAC层服务
3. 智能通信机制和增强系统确保在任何信道条件下正常工作

②RF发送器
MAX7049(中文资料) -高性能、288MHz至945MHz ASK/FSK ISM发送器
高性能、单芯片、超低功耗ASK/FSK UHF发送器工作在288MHz至945MHz工业、科学和医学(ISM)载波频段,提供最大的输出发射功率,消耗最少的电源电流,包括一个低相位噪声N分频合成器,支持高精度调谐、快速变频,并可有效降低带外功率。为支持窄带应用,还具有幅度整形和频率整形功能,方便用户优化频谱效率…

优势及特色:
1. 提供高达+15dBm的Tx功率,非常适合远距离通信应用
2. 配合一个低成本的微处理器控制单元(MCU)、一个晶体和少数无源元件,即可构成完整的发送器系统
3. 内置温度传感器、带有用户自定义外部环路滤波器的快速N分频合成器

③RS-232/RS-485
MAX14780E(中文资料)-+5.0V、±30kV ESD保护、失效保护、热插拔、RS-485/RS-422收发器
RS-485收发器,具有高达±30kV的ESD保护,提供高度可靠的系统性能,内置一路驱动器和一路接收器。包括失效保护电路,当接收器输入开路或短路时确保接收器输出逻辑高电平。如果挂在总线上的所有发送器被禁用(高阻),接收器将输出逻辑高电平…

优势及特色:
1. 具有热插拔功能,在上电或热插入时可以消除总线上的瞬态故障
2. 具有限摆率驱动,能够降低EMI和由于不恰当的电缆匹配所引起的反射,实现高达500kbps的无差错数据传输
3. 具有1/8单位负载输入阻抗,总线上可以挂接多达256个收发器

④CAN
MAX13051 -±80V故障保护CAN收发器,具有自动波特率模式
具有自动波特率模式、±80V故障保护的CAN收发器,可理想用于需要过压保护的设备网络和其他工业网络应用。MAX13051可以为CAN协议控制器和CAN总线的物理线路提供连接…尤其适合于电信、工业网络及设备网络节点的应用…

优势及特色:
1. 提供由发送器数据(TXD)主导的超时功能,这可以防止出错的CAN控制器将总线箝位至主导电平
2. 提供自动波特率模式,允许微控制器计算输入波特率,而不会破坏CAN协议的通信
3. 具有±6kV人体放电模型保护功能,使该系列器件可理想的应用于恶劣环境

⑤安全保护
MAX32590 -DeepCover安全微处理器,集成ARM926EJ-S处理器核
嵌入式安全处理器方案为敏感数据提供多重保护,采用先进的物理安全机制提供最可靠的加密存储。DeepCover安全处理器提供安全、高成效、可协同操作的解决方案,用于构建新一代信任设备。同时能够充分利用器件带宽,支持100Mbps以太网、大型彩色LCD显示器、吉比特海量存储器等设备的高速通信…

优势及特色:
1. 提供真正的随机数发生器、电池备份RTC、非易失SRAM以及实时环境监测和篡改侦测电路,为系统级设计提供便利条件
2. 集成密码键盘和热敏打印机接口为移动POS终端提供完备方案
3. 带有公钥认证的安全装载器、动态故障检测的芯片防护罩和温度和电压篡改侦测
充分发挥太阳能的价值在当今时代是亟待解决的问题,太阳能的无止尽、纯绿色充分的实现可持续发展,相信随着科学技术的发展,太阳能的成本问题以及不稳定性会被攻克。

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