SPV1020内置MPPT(最大功率点跟踪)算法的增强型DC-DC转换器特点:n PWM模式DC-DC升压转换器n MPPT算法控制的占空比,达到0.2%的精度n 宽操作电压范围0-45Vn 过压、过流、超温保护功能n 内置软启动n 高达98%的效率n 在低光照条件下,自动转换到突发模式以提高效率n SPI(串行外设接口)接口应用n 光伏面板描述SPV1020是独立的DC-DC升压型转换器,在不受温度和太阳辐射量影响的情况下,以最大化利用光电板产生的能量之所以能最优化能量转换,是由于在于转换器连接的光电板上嵌入了实现MPPT算法的逻辑一个或多个转换器可以安装在光电板的接线盒以取代旁路二极管,由于最大功率点已经计算,运用了MPP算法的中心转换器的整个利用效率要高于传统拓扑结构为了满足高效应用和微型化需求,SPV1020内置大功率MOSFET,以用做动态开关,同步整流尽量减少外围器件而且,4项交错拓扑的DC-DC转换器应尽量避免使用点解电容,这将严重影响使用寿命SPV1020工作在PWM模式的固定频率,占空比受控于运行MPPT算法的内置逻辑开关频率,由内部产生和设定在100KHZ,而且是外部可调的。
占空比以0.2%的步进值在5%到90%范围内可调当输出过压或者超温时,SPV1020自动停止运行1 应用电路2 管脚连接管脚功能描述3最大范围4 电气特性除非特别声明,Vin=36V,TA=-40到85℃,TJ<125℃5 详细描述SPV1020是一个完全集成的高效率,4相交错拓扑结构DC / DC升压转换器,电压变化范围从6.5到45伏简化的框图,只显示了四个阶段之一,报告如下5.1 设定初值和启动模态为了保证正确的上电,避免振荡电压,转换器开始工作在突发模式下启动顺序的四个阶段,当输入电压高于6.5伏,由内部UVLO设定基于这个原因,软启动战略已经实施在开始的时候,只有第1期开始工作在突发模式,充电电感只为一个周期到15个周期然后,占空比会逐步降低,直到第一阶段是在每个开关周期,在默认的开关频率为100 kHz定期之后,第一阶段已达到稳定状态,所有其他阶段正逐步转向下列顺序:第3阶段,第二阶段和结束时第4期当然,如果光伏电池产生的能量始终用来增加,所有的序列都在运行,否则,该序列可以回去,然后再前进5.2 振荡器开关频率由内部固定为100千赫,每个阶段的工作频率由振荡器固定频率决定。
如果用户想要设置默认值,OSC引脚必须连接到VREG否则,通过连接OSC引脚和SGND引脚之间的外部电阻,开关频率将超出可调谐的范围50 kHz~200千赫相关公式如下:5.3 输入电压传感该器件监视由光伏电池输入VIN_SNS引脚产生的电压值,这个值是用来计算字符串的光伏电池产生的电压,然后相应地调整PWM的最大功率点输入电压必须缩小到集成在SPV1020上的ADC的参考电压(1.25 V)在应用电路原理图中,R1和R2的电压是指2个电压之和是电阻器的输入电压VIN_MAX的最大输入电压供应来源于太阳能光伏面板或(最大电压),R1和R2的大小必须根据以下规则来选择:此外,为了优化整个系统,在选择R1和R2时要考虑他们的功耗假设可以忽略不计通过Vin_sns针脚的电流,则R1+ R2的最大功率耗是:依照经验,R1+ R2的选择应遵循如下规则:注意:为了保证电流流过Vin_sns引脚正常工作,流过R1+ R2的电流应在20μA和200μA范围5.4 输出电压检测和过电压保护过压保护另一个监视器监视VOUT上的VOUT_SNS引脚该引脚用来监测输出电压,以限制最高值(不能超过40伏特)防止因过电压损坏。
VOUT_SNS(VOUT的分区)检查内部产生的稳定电压1.0 V当VOUT_SNS达到1V的输出时反馈调节环路进入限制输出电压循环的稳定性可连接PZ_OUT引脚和SGND引脚之间的外部调节电阻和电容器(极零补偿)如果VOUT_SNS超过1.04V,则故障信号产生且传送到故障控制器这个驱动停止并且产生外部芯片故障(诊断=0),当VOUT_SNS继续下降至1.04 V,DC - DC接着从MPP系统最小占空比(5%)再重新启动该转换器在应用电路原理图中,R3和R4用作2个分区输出电压按VOUT_MAX负载的最大输出电压,R3和R4的选择必须根据以下规则:此外,为了优化整个系统, R3和R4的选择必须考虑他们的功耗假设可以忽略不计流过Vout_sns针脚的电流,则R3 + R4的最大功耗是:根据经验,R3+ R4的选择应遵循如下规则:注意:为了保证电流流过Vin_sns引脚正常工作,流过R3+ R3的电流应在20μA和100μA范围内5.5 过电流保护(OCP)为了保证安全运行,低端电源开关具有过电流保护的事实上,当LX偶然和VIN和VOUT短路或流过电感的电流,当超过极限(〜4.5A),相关的低端电源开关立即关闭而相关的同步调节功能会启动。
在下一个PWM周期低侧电源开关再次接通5.6超温保护(OTP)当感应到温度在芯片级到到达150℃所有低端电源开关立即关闭当硅温度下降到130℃后该设备将尽快恢复使用5.7关断在关断模式下(SHUT脚高电平),转换器将关闭将功耗降到最低同步整流器在电源输入和输出产生寄生二极管的路径,这在关断模式下是不可避免的5.8低电压锁定(UVLO)当太阳辐射是过低或电池板被遮挡,产生的能量可能不够触发该转换器在这种情况下,直到输入电压仍低于UVLO阈值电压,所有的电路在关机状态,以便避免不必要的功耗一个滞后已经启动,以限制不想要的内部复位开关5.9 MPPT为了将能量最大限度地从光伏电池串转移到直流总线(连接到转换器的输出)转换器在嵌入逻辑运行扰动与观察MPPT算法的基础上,监测光伏电池提供的电压和电流:如果光伏阵列工作电压是在给定方向的扰动,如果从光伏阵列得到的能量增加,这意味着工作点移向MPP,因此,工作电压必须进一步在同一方向扰动反之,如果光伏阵列得到的能量减少,这意味着工作点远离MPP,因此工作电压扰动方向必须反转5.10 SPI该SPV1020嵌入了4针兼容SPI接口该SPI支持全双工,同步,和主机控制器(主)和SPV1020外围设备(从)之间串行的通信。
SPI控制器提供同步时钟和启动所有的通讯SPV1021串行时钟的空闲状态是高电平,数据引脚在串行时钟的下降沿驱动,上升沿采样这些功能对应到时钟极性设置为1(典型的主机的SPI控制位CPOL = 1)和时钟相位设置为1(典型的主机的SPI控制位CPHA = 1)每个字节的位顺序是高位在前当主机启动传输,数据字节通过MOSI引脚移出到从设,而另一个数据字节是通过MISO引脚转移到主机主机通过SCLK引脚控制串行时钟SS脚(低电平有效)在每次传输时必须通过主机驱动为低电平,每个字节的位顺序是高位在前SPV1020寄存器文件是由主机可通过SPI总线访问,因此,主机可以读取一些SPV1020控制参数寄存器每个数据帧包括至少一个命令字节的数据字节,方向上取决于的命令类型如果命令字节需要从寄存器文件中读取一些数据,这些数据通过MISO引脚从从机传到主机,于是,主机附加一个NOPS(0x00)给命令,这样整个数据才能传输换句话说,主机接收一个字节,传输一个字节帧结构:读寄存器操作主机可以每帧字节之间插入一个的短暂停,也可以工作在突发模式(字节帧之间没有停顿)有些数据字可能超过8位,例如ADC(10位);在这种情况下,数据先延伸到最近的一个字节的倍数(这是右对齐),然后它被分裂成字节,例如ADC结果R是格式如下:下图显示命令列表。
每个命令解决了一定宽度的内存位置,并设置相关的数据方向编辑:ZJ,HL.谢谢阅读,纠正。