Wie sich Energie aus der Umwelt praktisch nutzen lässt

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Der LT8490 kann von Solarpanels oder anderen DC-Spannungsquellen gespeist werden. Dabei lassen sich die verschiedensten Solarpanel verwenden, mit Panelspannungen die unter, über oder gleich der Batteriespannung liegen. Von 6 V (Kalttemperatur) bis 80 V an Eingang und Ausgang kann der LT8490 an Panels von 16 Zellen bis zu 96 Zellen in Serie eingesetzt werden. Da die Leistungsstufe extern ist, kann sie für die jeweilige Applikation optimiert werden. Falls nötig, kann der Ladestrom begrenzt werden (bei anderen DC-Quellen die Eingangsspannung).

Bei Betrieb an Solarpanels folgt der LT8490 dem MPPT auch bei Abschattung, wenn mehr als ein lokaler MPP auftritt. Erscheint z.B. der MPP mit 200 W bei 25 V bei voller Panelbestrahlung, beträgt bei partieller Abschattung die erzielbare Leistung beim 25-V-Punkt nur noch 50 W, mit einem neuen echten MPP bei 16 V und 128 W. Das MPP folgt von der ursprünglichen Leistungsspitze von 25 V/200 W dem neuen lokalen Maximum bei ~32 V/63 W.

Dieser Effekt des doppelten lokalen Maximums ist der Nachteil bei traditionellen MPPT Funktionen, die man in vielen Controllern finden kann, diese bleiben bei der ursprünglichen 25 V/200 W Spitze statt auf die 32 V/63 W Spitze zu folgen. Der LT8490 dagegen findet den echten neuen MPP bei 16 V/128 W, was zusätzliche 65 W vom Panel bringt. Er macht dies durch Messung der gesamten Leistungskurve des Panels in regulären Intervallen und durch Festlegen des echten MPP bei dem gearbeitet wird. In diesem Fall wird mehr als die doppelte Leistung dem Panel entnommen, es wird sogar bei Abschattungen mehr Leistung erzeugt.

Ladealgorithmen können konfiguriert werden entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Applikation, dies mit der Spannung an zwei Konfigurationspins. Bleibatterien als AMG, als Geltypen oder Säuretypen benötigen unterschiedliche Ladespannungen für lange Lebensdauer. Li-Ionen- und LiFePO₄-Zellen haben andere Anforderungen an die Ladung als Bleibatterien. Einige dieser eingebauten und konfigurierbaren Ladekontrollfunktionen sind:

• Ladespannungs-Temperaturkompensation (typisch für Bleibatterien) nutzt NTCs,

• Batterieüber- und -untertemperaturerkennung halten den Ladestrom an, um Batterien zu schützen,

• Erkennung defekter Batterien stoppt die Ladung, um Gefahren abzuwenden,

• Einstellbare Erhaltungsladung von tief entladenen Batterien verhindert Schäden,

• Laden mit Konstantstrom bis zum Endwert, dann Laden mit Konstantspannung,

• Reduzieren der Ladespannung beim Erreichen des Endwertes,

• Begrenzung der Ladezeit bei Betrieb an Gleichspannungsquellen.

Effizienz ist der Schlüsselparameter bei der Leistungsumwandlung. Mit welcher Technologie verbessern Sie diese?

Auf der Welt gibt es genügend Umgebungsenergie und der konventionelle Ansatz für Energieernte erfolgt mit Solarzellen und Windgeneratoren. Neue Erntetools ermöglichen uns aber, elektrische Energie aus weiteren Umgebungsquellen zu gewinnen. Darüber hinaus ist nicht die Umsetzungseffizienz der Wandlerschaltungen wichtig, sondern der Betrag der durchschnittlich geernteten Energie, die verfügbar ist, sie zu speisen.

So wandeln zum Beispiel thermoelektrische Generatoren Wärme in Elektrizität um, Piezoelemente wandeln mechanische Vibration, Photovoltaik aus Sonnenlicht (oder jede Photonenquelle) und galvanische Elemente erzeugen Energie aus Feuchtigkeit. Somit werden abgesetzte Sensoren möglich, oder es können Speicher wie Kondensatoren oder Dünnschichtbatterien aufgeladen werden, so dass man Mikroprozessoren oder Transmitter in abgelegenen Orten mit lokalen Quellen versorgen kann. Das wiederum zeigt, dass die Energy-Harvesting-Produkte von Linear in Frage kommen. ICs für diesen Zweck müssen aber auch folgende Kriterien erfüllen:

• Niedrige Standby-Ruheströme – typ. <6 µA bis 450 nA,

• niedrige Start-up Spannungen – herunter bis 20 mV,

• hohe Eingangsspannung bis zu 34 V kontinuierlich und 40 V transient,

• AC-Eingang,

• Mehrfach-Ausgänge und unabhängiges System-Power-Management,

• Arbeiten an unterschiedlicher Polarität,

• Maximum Power Point Control (MPPC) bei Solarversorgung,

• Energieernte aus geringen Temperaturunterschieden ab 1 °C,

• kompakte Lösungen mit nur wenigen Komponenten.

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