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安森美半導體應對智能電網挑戰的高能效解決方案

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 09:15:46 來源:安森美半導體

  多家市場調研機構預計,到2030年,可再生能源(如風力發電和太陽能發電)在全球能源消費總量中所占的份額將大幅上升。倡導節能減排、綠色發展對所有行業提出了新的要求,迎合低碳經濟時代的節能設計已成為能源企業和電子產品競爭力的重要體現。

  市場機遇與挑戰

  fazhankezaishengnengyuanshidashisuoqu。ertaiyangnenghefenglifadianshizhinengdianwangdezuchengbufen,tongshuyufenbushifadianfanchou。tuidongzhinengdianwangfazhankeyidailaixuduoyoushi,ruliyongshuangxiangtongxunshi 現需求對應管理,緩和用電高峰,快速發現故障,避免停電事故,從而實現更高能效、可靠性及安全性;智能地整合新的替代能源,並為電動和混合動力汽車提供電 力;更好地調整能源供需,更高效地利用發電廠及電網,減少碳排放量;提供動態的費率表,幫助客戶優化總電能消費及電費支出,改善客戶服務;及遠程讀表及遠 程通電和斷電可以節省人力成本,提高運營效率等。

  在推進可持續發展的共識下,中國目前正在大力發展太陽能、風能等產業,前景看好。其中太陽能領域的技術已經日趨成熟,太陽能發電等都獲得了長足發 展,太陽能街道照明也越來越受到青睞。此外,為導入新一代智能電網而完善電力基礎設施,中國政府製訂了到2020年投入4萬億元人民幣的宏偉目標,其中的 “堅強的智能化電網(Strong&Smart Grid)”的概念已在上海世博會展示。

  buguo,zaifazhankezaishengnengyuanheshengjigaizaoxianyoudianwangdetongshi,yemianlinzhebushaotiaozhan。duibandaotixingyelaishuo,zuidadetiaozhanmoguoyunengliangzhuanhuan,yinweifazhankezaishengnengyuandeguanjianzaiyu 優化能效。以太陽能供電的LED街道照明為例,這種應用需要高效可靠的太陽能板充電控製器,以及LED驅動器等關鍵器件,需求相當可觀。而智能電網從發 電、配電和現場區域網到智能電表通信及家庭區域網,也都需要諸多電子元器件。其中包括功率因數控製器、交流-直流(AC-DC)和直流-直流(DC- DC)控製器、穩壓器、MOSFET、三端雙向可控矽開關元件(TRIAC)、電力線載波調製解調器、濾波、輸入/輸出(I/O)及數據保護、線路驅動器 及信號放大器、LCD背光驅動器、EEPROM存儲器及智能卡接口等。

  應用於智能電網的高能效解決方案示例

  1. 提升太陽能電池板光電轉換能效的方案

  近jin年nian來lai,業ye界jie越yue來lai越yue關guan注zhu利li用yong可ke再zai生sheng清qing潔jie能neng源yuan太tai陽yang能neng的de街jie道dao照zhao明ming。對dui於yu太tai陽yang能neng街jie燈deng而er言yan,提ti高gao太tai陽yang能neng電dian池chi板ban的de光guang電dian轉zhuan換huan能neng效xiao非fei常chang重zhong要yao。太tai陽yang能neng電dian池chi板ban的de電dian壓ya- 電流(V-I)特性曲線呈現非線性和可變性,要從中獲取最大量的電能非常困難。這需要太陽能LED街燈的充電控製器及其他相關電子電路(一般采用微控製器 來實現)盡可能采用有效的控製方法來提高能效。

  安森美半導體的CS51221增強型電壓模式PWM控製器就是一種可提高太陽能電池板能效的器件。它可以控製太陽能板電池充電,支持最大峰值功率追 蹤(MPPT)功能,為太陽能電池不斷變化的V-I特性曲線提供補償,優化太陽能電池的功率輸出,提高能效,並使蓄電池充電至優化電量。

  在應用電路中,需要為CS51221選擇合適的拓撲結構。該拓撲結構要能夠在一個蓄電池的情況下將太陽能板輸出電壓降至12V,而在兩個或多個蓄電 池情況下也能輕易修改,支持升壓至24V。CS51221本身能夠配置為正激、反激或升壓拓撲結構。在針對太陽能板充電控製應用推出的參考設計中,安森美 半導體選擇的是反激拓撲結構。

  在應用中,通過在ISET引腳動態調節電流限製,從而實現最大峰值功率追蹤功能。一旦輸入電壓逐脈衝下降,電流限製就會被降低,直至輸入電壓恢複。 zhezhongfangshiwuxushiyongjiageangguideweikongzhiqi。zheyangshixiandechongdiankongzhiqihuifaxianfengzhigonglvdianbingjinxingdongtaitiaojie,shiqifuhebuduanbianhuadedianyuantexing。shijishang,tongguocaiyongzuidafengzhigonglv 追蹤技術,可以將較以往多30%的電荷從太陽能板傳輸至蓄電池,這樣太陽能街燈係統就可以采用尺寸更小的太陽能板,從而帶來顯著的成本效益。圖1是采用安 森美半導體CS51221控製器的太陽能板充電控製應用示意圖。

安森美半導體應對智能電網挑戰的高能效解決方案(電子工程專輯)

圖1:采用安森美半導體CS51221控製器的太陽能板充電控製應用

  此外,安森美半導體的NCP3066恒流降壓穩壓器也能用於太陽能街燈的LED驅動應用,提供係統所需的功率及光輸出,並具有極高的能效。

  

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