前言

當(dāng)前光伏供電的場(chǎng)景正逐漸普及，也可以看到很多人的家頂上都安裝了若干太陽(yáng)能板，在為自家供電自給自足的同時(shí)，也能將多余的電傳輸給電網(wǎng)公司，額外賺取收益的同時(shí)也能進(jìn)一步保護(hù)環(huán)境。

但這類場(chǎng)景對(duì)于電池充電控制器的能效、響應(yīng)速度等方面要求還是比較高的，這是由于光照條件的變化會(huì)導(dǎo)致光伏組件最大功率的工作點(diǎn)頻繁漂移，因此在有限原始能量下如何最大化能量采集成為關(guān)鍵設(shè)計(jì)痛點(diǎn)。而且最好是輸入電壓兼容性強(qiáng)，輸出具備恒流恒壓特性并能在高電流工況下保持穩(wěn)定。

英集芯近期推出了面向光伏供電電池充電的高度集成解決方案 IP6163 ，該芯片內(nèi)置 MCU 與專用 MPPT 硬件和算法，能夠?qū)崿F(xiàn)極高的最大功率點(diǎn)跟蹤效率并在光照變化時(shí)快速收斂，從而提升光伏能量利用率，接下來充電頭網(wǎng)將詳細(xì)介紹一下。

英集芯IP6163

IP6163 是一款為光伏供電電池充電場(chǎng)景專門設(shè)計(jì)的集成 MCU 光伏降壓 MPPT DC-DC 控制器，內(nèi)置高精度的 MPPT 硬件和算法，能夠在光照變化時(shí)快速且穩(wěn)定地跟蹤太陽(yáng)能電池板的最大功率點(diǎn)，峰值 MPPT 效率可達(dá) 99.9%，并在 20A 輸出工況下實(shí)現(xiàn)典型轉(zhuǎn)換效率 98.05%，在提升光伏能量利用率與降低系統(tǒng)熱損耗方面優(yōu)勢(shì)明顯。

與常見的離散式方案相比，IP6163 集成 MCU 核心并提供 8 路 GPIO接口，可復(fù)用為 I2C 或者 UART 通信接口，支持通過硬件阻抗檢測(cè)自動(dòng)識(shí)別電池串?dāng)?shù)，內(nèi)置同步開關(guān)降壓控制器支持 6-40V 最大輸入電壓，支持最大 72 個(gè) cell 串聯(lián)的太陽(yáng)能電池板，輸出電壓可配置 5~30V，在不同規(guī)模的光伏充電應(yīng)用中都能快速部署。

IP6163輸出15V效率曲線

IP6163的典型MPPT效率曲線

IP6163 輸出的驅(qū)動(dòng)開關(guān)頻率為 300 KHz，軟啟動(dòng)時(shí)間是 2ms，可以用更小、更低 DCR 的電感及磁性元件來降低體積與提高功率密度。內(nèi)置的雙路電流檢測(cè)通道、NTC 溫度檢測(cè)與輸入欠壓、輸出過流/過壓/短路、整機(jī)過溫、2kV ESD等保護(hù)機(jī)制保證了系統(tǒng)的安全性，采用QFN32封裝，適用于采用太陽(yáng)能電池板供電的2-6節(jié)的鋰電池/磷酸鐵鋰電池充電方案。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

IP6163 的推出恰逢便攜式與離網(wǎng)光伏供電市場(chǎng)加速發(fā)展的關(guān)鍵期。該芯片通過將高效能量管理、簡(jiǎn)單配置與豐富保護(hù)功能集成到單芯片解決方案中，既能幫助終端廠商壓縮 BOM、縮短開發(fā)周期，又能在體積、成本與能效之間取得更優(yōu)平衡，推動(dòng)更多小型光伏供電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工程化量產(chǎn)與規(guī)?；渴稹?/p>

對(duì)于偏遠(yuǎn)供電、戶外能源補(bǔ)給、移動(dòng)電源及物聯(lián)網(wǎng)自供電節(jié)點(diǎn)等應(yīng)用場(chǎng)景，IP6163 不僅能提升能量利用率和電池壽命，還能為產(chǎn)品差異化提供技術(shù)支撐，從而對(duì)擴(kuò)大離網(wǎng)光伏應(yīng)用的市場(chǎng)接受度與生態(tài)建設(shè)具有積極意義。