NXP太阳能路灯控制器解决方案

背景介绍
随着社会的发展，可再生能源的应用越来越受青睐。其中太阳能作为一种清洁、安全、绿色的可再生能源，被认为是世界上最有发展前景的新能源技术之一。传统的路灯采用高压市电供电，必须铺设大量的电缆，并挖掘大量的电缆沟。这势必增加整个系统的安装成本与维护成本。而太阳能路灯不用铺设复杂的线路，只需要一个安装基座即可，节省了安装成本，并且太阳能路灯以免费的太阳能作为能源，绿色环保，无需支付电费。因此太阳能路灯在城市道路、工业园区、绿化带、广场等场所的照明中将带来明显的可利用优势。

由于太阳能光伏(Photovoltaic，简称PV)面板转换效率较低，一般为18%左右，因此太阳能是一种宝贵的资源。为了充分利用太阳能，需要使用一种高转换效率的太阳能控制器来对太阳能进行跟踪，以最大限度地将太阳能转换为电能。利用控制方法实现光伏面板的最大功率输出运行的技术被称为最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）技术。目前使用的太阳能路灯控制器大多采用串联式PWM脉宽调制方式，对太阳能的利用率为60%左右，大大浪费了宝贵的太阳能。而采用MPPT技术能够显著提高太阳能的利用率，因此采用MPPT技术实现的太阳能路灯控制器具有广泛的市场前景。

系统结构

MPT612是NXP推出的首个针对太阳能光伏电池的应用提供最大功率点跟踪的低功耗集成电路。基于MPT612的太阳能路灯控制器转换效率高达98%以上，大幅度提高了太阳能的利用率。它具有光伏应用中PV面板所需的硬件功能，包括电压和电流测量与面板参数配置，这大大简化了软硬件设计和提高了开发速度。

太阳能路灯系统的结构框图如（图1）所示。从图中可以看出，路灯控制器是整个系统的心脏。控制器的优劣决定了整个系统的性能。

基于MPT612的太阳能路灯控制器系统框图如（图2）所示。控制器采用Buck与Buck-Boost两种拓扑结构。这两种拓扑结构的选择根据输入输出电压的关系以及效率来确定。当PV板的电压大于电池电压时，采用高效率的Buck拓扑结构，此时转换效率高达98%；当PV板的电压小于电池电压时，采用能够实现升降压的Buck-Boost拓扑结构，但此时电路的效率会稍微下降，最高转换效率可达93%。MPT612通过控制PWM开关的占空比来实现PV输入电压的扰动，然后检测PV的电压与电流来确定下一步扰动方向，从而使PV电压保持在最大功率点附近，实现有效的最大功率点跟踪。在实现MPPT的同时，通过监测电池的电压与电流实现科学的电池充电管理。另外，它还可以通过负载控制电路对负载进行有效管理。

MPPT介绍

MPPT控制的意义
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