¿Cómo diseñar un pequeño panel solar y el respectivo IC del cargador de batería de ion-litio?

Es mejor que utilice celdas fotovoltaicas de silicio monocristalinas "convencionales", disponga Vout para que se adapte mejor a sus necesidades y maximice la densidad de empaque y el área ocupada en su dispositivo. Muchos fabricantes desperdician áreas sustanciales en espacios intercelulares (> 10% comunes, 20% no infrecuentes) y esto generalmente puede reducirse a quizás el 5% del área con cuidado.

La optimización de la pérdida óptica de la lámina frontal puede ayudar a compensar las pérdidas en otros lugares. El peor de los casos debe ser del 10% y alrededor del 1% -2% es posible si el costo no es un problema.

El MCP73871, hoja de datos aquí actúa como lineal Regulador para fines de carga. Máx. Iin = 1.8A, por lo tanto, a 4.2 V de potencia máxima = V x I = 4.2 x 1.8 = 7.6 vatios. Sin embargo, a menos que use un convertidor MPPT anterior, el panel fotovoltaico de 8 V Vmp propuesto tendrá una eficiencia máxima de 4.2 / 65 = 70%. El voltaje medio de la celda de litio en el rango de carga es más cercano a 3V7, por lo que la eficiencia promedio es de ~~ 3.7 / 6 = 62%.

El LT3652 hoja de datos aquí es un buen dispositivo si el Vstart de 7,5 V puede ser acomodado. Tenga en cuenta que la nota de aplicación tiende a centrarse en los componentes químicos de la batería que pueden flotar cuando se alcanza el 100% de SOC (stae de carga). Las celdas de ión litio NUNCA DEBEN flotar al final de la carga. La tensión de carga DEBE eliminarse al final de la carga, para que sus días puedan ser largos en la superficie del terreno. El LT3652 puede satisfacer esta necesidad Con diseño adecuado.

Un convertidor / cargador simple como el LTC4002 puede satisfacer mejor sus necesidades Esto permite una entrada de 5V a 22V y utiliza un interruptor MOSFET externo & Diodo de volante externo y resistencia de detección de corriente externa. Se puede obtener una eficiencia de aproximadamente el 85% en Vin = 6V y la adición de un FET rectificador síncrono en lugar del diodo del volante puede aumentar ligeramente la eficiencia.

LTC4001 es un cargador LiIon para el regulador de 2 A buck, PERO Vin max de 5.5V es una limitación molesta.

Su celda LiIon necesitará al menos 4.2V para cargarse completamente, digamos 4.5V mínimo disponible.

Las células de energía solar son difíciles de unir cuando se cortan en fracciones de una célula. La mayoría de los fabricantes de paneles fotovoltaicos parecen incapaces de hacer esto. El uso de células enteras no debería presentar ninguna dificultad.

El aumento de tensión a partir de bajos voltajes suele ser menos eficiente de un extremo a otro que el aumento de un voltaje más cercano a FVout o la conversión desde arriba del Vout.

El SPV1040 tiene una capacidad máxima de salida de 3 vatios (hoja de datos, página 6).
La corriente máxima máxima del inductor (en realidad, la corriente máxima del interruptor) se muestra como 1.8A cuando dice PERO debe usar el peor de los casos = corriente máxima-mínima para fines de diseño.

Los gráficos en hoja de datos de SPV1040 en las páginas 8 y amp; 9 muestran la eficiencia en varias combinaciones de Vin / número de celdas.
A plena potencia con 3 celdas, muestran 80% a 4.5 V a 2 vatios sin MPPT y 89% con MPPT.
Tenga en cuenta que con 3 celdas muestran 2W max.
Chequeo de salud:
3 celdas ~ = 1.5V a pleno sol.
Ciclo de trabajo a 1.5V de entrada y 4.5V a una eficiencia del 100%
= 4.5 / (1.5 + 4.5) = 75%.
Potencia máxima al 100% = 1.5V x 1.8A x 75% = 2.0 vatios EN.
= lo que dijeron. Pout = ~ 2W x 90% = 1.8W out MAX = muy lejos del nivel de potencia deseado.

Para el SPV1040 ILX parece ser la corriente del inductor, & el interruptor de corriente y amp; el pin LX actual.