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弥合太阳能与电池之间的缺口

作者： Stephen Wegscheid 2018-09-04

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2016 年，阳光动力二号 (Solar Impulse 2) 成为第一架进行环球飞行的太阳能动力飞机，一举创造了历史。这架飞机的飞行速度在 30 至 60 mph 之间，花费 16 个月时间完成了飞行，但实际飞行时间要短得多。这是一架单人客机，在日间爬升到 29,000 英尺高度来为电池充电，然后在夜间缓慢下降到大约 5000 英尺高度以节省电池电量。阳光动力二号拥有 17,000 片太阳能电池，展翼长度比波音 747 更宽。电池约占整个飞机重量的四分之一。¹

虽然商用太阳能供电飞机还有很长的路要走，但太阳能作为工业、商业和住宅应用的能源越来越受欢迎。目前对专用于将太阳能板连接到电池的电源管理集成电路 (PMIC) 的需求日益增长。过去采用的简单方法是“通过二极管将电池连接到太阳能板”。² 这种方法存在诸多限制，主要是能处理的电压范围非常窄。使用太阳能，从晴朗天气到多云天气，从白天到黑夜，功率变化很大。其中有很多变化因素是二极管无法应对的。如果功率水平增加，或者负载超出二极管的能力，系统将面临发生重大故障的风险。

现在有了更好的解决方案。Power by Linear™ / Analog Devices 推出了一系列产品，补齐了太阳能设备的短板，尤其是在为电池充电和维护方面。“LTC4015 是一款功能全面的同步降压型充电器，能够支持各种不同的电池化学成份，包括铅酸、锂离子和 iFePO₄。”³

LTC4015 是一款控制器，能够管理输入电压、输入电流、电池充电电压和电池充电电流，因此非常适合用于太阳能应用中常见的电池储能解决方案。这样方法是通过使用最大功率点跟踪 (MPPT) 算法来实现的。借助 MPPT 算法，系统能够区分多个峰值功率水平，这非常适合太阳能产生的不同功率水平。LTC4015 能够处理最高 35 V 的电压输入。大多数太阳能板的峰值输出电压为 17 V。充电输入电压范围为 4.5 V 至 35 V。

LTC4015 是一款多化学降压控制器和充电器，非常适合需要宽输入范围、充电电池以及支持如太阳能之类电源负载的电池电源解决方案。

阳光动力二号堪称一大壮举。我想知道是否还会有阳光动力三号问世？

参考资料：

1 – 太阳能飞机完成环球航行创造历史。https://www.theguardian.com/environment/2016/jul/26/solar-impulse-plane-makes-history-completing-round-the-world-trip

2 – 最大化太阳能板功率输出的技术。http://www.analog.com/en/technical-articles/techniques-to-maximize-solar-panel-power-output.html

3 – 多化学电池充电器支持太阳能板的最大功率点跟踪http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/lt-journal-article/LTJournal-V27N1-04-di-LTC4015-TrevorBarcelo.pdf