【導讀】光伏係統通常包括一種儲能方式——電池或超級電容器——在沒有陽光或電源瞬變時為負載提供電力。然而
，在可行的情況下，無儲能係統是一種更環保的替代方案，具有更高的 MTBF。

光伏係統通常包括一種儲能方式——電池或超級電容器——在沒有陽光或電源瞬變時為負載提供電力。然而，在可行的情況下，無儲能係統是一種更環保的替代方案，具有更高的 MTBF。

圖 1 所示的設計理念 是一種光伏穩壓器，采用Bang-Bang 式開關模式運行，可實現高效率。它易於擴展，並且僅使用分立元件。

PMOS管M1導通
、截止
，對輸出電容C1充電。M1開路時，光伏電源達到開路電壓，C1向負載放電
；M1導通時
，光伏電源被鉗位到輸出電壓V O，C1再次充電。

光伏電源的 SPICE 模型由 I1-D1-R1-R2 給出

，代表一串 30 個串聯的低功率矽太陽能電池。

電路操作如下：由於 R3 和齊納二極管 D2 將 V GS設置 為 12V，因此M1 在啟動期間開啟。隨著 C1 充電，齊納二極管 D3 上的電壓上升直至達到 10V
，從而設置電壓參考電平。V O 繼續上升，直到由 Q3 和 Q4 組成的差分放大器的輸出打開 Q2 和 Q1
，從而關閉 M1。

然後V O 逐漸減小
，直到差分放大器的輸出不足以保持 Q2 導通。調節器無限期地保持 Bang-Bang 模式，輸出電壓由下式給出：

（1）

輸出電壓紋波和開關頻率可通過輸出電容器 C1 和反饋網絡電容器 C2 進行調整。增加 C2 值(zhi)會(hui)減(jian)慢(man)電(dian)壓(ya)感(gan)測(ce)速(su)度(du)，這(zhe)對(dui)於(yu)穩(wen)定(ding)性(xing)目(mu)的(de)而(er)言(yan)可(ke)能(neng)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)，但(dan)也(ye)會(hui)增(zeng)加(jia)輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)。建(jian)議(yi)根(gen)據(ju)應(ying)用(yong)在(zai)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)紋(wen)波(bo)之(zhi)間(jian)取(qu)得(de)平(ping)衡(heng)。

原型的波形如圖2所示。15V 輸出上的紋波小於 0.5 V P-P ，開關頻率略高於 25 kHz。

圖 2  穩壓器波形。藍色：輸出電壓；綠色：輸入電壓；青色：M1 電流。

總而言之，該電路是一種簡單但堅固且多功能的解決方案，可從光伏電源獲得穩定電壓。該設計可輕鬆適應其他電壓或電流需求。

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