Für (fast) jeden Akku-Typ
Lade-Controller LT8490 für Solar-Applikationen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Eine integrierte Lösung für eine schwierige Aufgabe
Der Solar-Ladecontroller LT8490 von Linear Technology bietet nun eine einfache Lösung für eine durchaus anspruchsvolle Aufgabenstellung. Der Baustein arbeitet als Abwärts-/Aufwärtsspannungsregler in synchroner Topologie und ist für das Laden von Blei- und Lithium-Ionen-Akkus mit Solarzellen konzipiert. Er implementiert Funktionen wie MPPT und Temperaturkompensation und arbeitet in einem Eingangsspannungsbereich von 6 V bis 80 V, die kleiner, gleich oder größer als die Ladespannung des Akkus sein können. Die Ladeschaltung des LT8490 liefert eine Ausgangsspannung von 1,3 V bis 80 V; sie bietet viele wählbare Konstantstrom- oder -spannungs-Ladeprofile (CC-CV). Damit eignet sich der Baustein für die Kombination mit vielen Lithium-Ionen- oder Blei-Akkus, einschließlich geschlossener Blei-Akkus oder Gel-Akkus. Alle erforderlichen Ladeschluss-Algorithmen sind auf dem Chip implementiert; damit entfallen die hierzu erforderlichen Software- oder Firmware-Entwicklungen.
Die Ladeschaltung arbeitet mit einer Spule und synchroner Gleichrichtung mit vier MOSFET-Schaltern. Der Ladestrom kann bis zu 10 A betragen, je nach den verwendeten externen FETs. Die LT8490-MPPT-Schaltung erfasst den vollen Betriebsbereich des Solar-Panel und findet den MPP auch bei lokaler Abschattung. Ist dieser gefunden, arbeitet der LT8490 mittels Modulation (Dithering) auf diesem Punkt und folgt Änderungen sehr schnell. Mit dieser Methode nutzt der LT8490 die ganze Leistung, die vom Solar-Panel geliefert wird, und dies sogar unter nicht idealen Betriebsbedingungen.
Bild 4 zeigt einen vollständigen Suchlauf des Maximum Power Point Tracking. Der LT8490 bestimmt zunächst die Leerlaufspannung des Panel und anschließend den Verlauf der Ausgangsspannung über dem Ausgangsstrom bis zum Kurzschlussstrom. Ist ein Suchlauf komplett, berechnet der Baustein die Spannung, für die die Ausgangsleistung maximal wird, und stellt die Last entsprechend ein. Zwischen zwei Suchläufen wird eine Lastmodulation (Dithering) verwendet, um kleinen Änderungen im MPP zwischen den vollständigen Suchläufen folgen zu können (Bild 5). Der LT8490 ändert die Belastung und damit die Panel-Spannung laufend ein wenig über und unter den MPPT-Punkt, um festzustellen, ob nicht ein besserer Betriebspunkt vorliegt. Findet er einen, bleibt er auf diesem neuen Punkt und wiederholt die Prozedur. Auf diese Weise folgt der LT8490 den Veränderungen des Solar-Panel, ohne allzu oft einen kompletten Suchlauf durchzuführen.
Die Temperatur am Akku bestimmt der LT8490 mit einem externen Thermistor und ermöglicht darüber die automatische Temperaturkompensation der Ladespannung. Die Ladestrombegrenzung kann mit einem bzw. zwei Widerständen eingestellt werden; die Ladezeit lässt sich über einen Spannungsteiler festlegen. Weitere Merkmale des IC sind: Begrenzung des Eingangsstroms, geregelter 3,3-V-LDO-Ausgang, eine synchronisierbare feste Schaltfrequenz sowie Status-Ausgänge; mit den Status-Ausgängen STATUS und FAULT lassen sich LED-Anzeigen direkt ansteuern.
- Lade-Controller LT8490 für Solar-Applikationen
- Eine integrierte Lösung für eine schwierige Aufgabe
- Die Schlüsselmerkmale des LT8490
