太阳能应用系统DC-DC优化设计

     太阳能作为最绿色的能源之一在人们的生活中大量被应用，太阳能发电、太阳能热水器、太阳能路灯等等，虽然我们在不断的增大太阳能的利用，但和辐射到地球的能量比起来那简直不值一提…

　　所以在我们大量普及利用的基础上如何优化设计，达到更高的利用率是我们值得考虑的问题，人们也尝试了增大阳光照射面积、延长光照时间等等，但这都很有限…

　　设计框图：

　　一、温度传感器

　　从太阳能板吸收的光能通过温度传感器转变成电能

　　DS7505- 高精度数字温度计和温度监控器

　　低压（1.7V至3.7V）数字温度计和温度调节器在-55°C至+125°C温度范围内提供9、10、11或12位数字温度读数，在0°C至+70°C温度范围内精度为±0.5°C。9位分辨率模式软件兼容于LM75,与DS7505的通讯可由简单的2线串行接口实现。芯片具备三个地址引脚，允许最多8个DS7505挂接在同一个2线总线上，大大简化了分布式温度检测应用…被大量应用于任何对温度敏感的系统…

　　优势及特色：

　　1.具有一个专用的漏极开路输出（O.S.）和可编程故障容限，允许用户定义触发O.S.报警输出所需的连续故障条件次数；

　　2.根据用户对存储在EEPROM寄存器中的触发门限（TOS和THYST）的定义，提供两种温度调节模式；

　　3.软件兼容于LM75/DS75的升级版温度传感器，具有非易失温度调节门限存储。

　　二、DC-DC转换器

　　通过温度传感器转变的电能通过DC-DC转换器得到我们所需要的标准电压

　　MAX5033 -500mA、76V、高效率、MAXPower降压型DC-DC转换器

　　易于使用、高效率、高压、降压型DC-DC转换器，工作于高达76V的输入电压，空载时仅消耗270μA的静态电流。脉宽调制（PWM）转换器重载时工作在固定的125kHz开关频率，轻载时可自动切换到脉冲跳频模式，以达到低静态电流和高效率。包括内部频率补偿，简化了电路应用…完美应用于工业、消费电子及分布式电源…

　　优势和特点：

　　1. 内部采用低导通电阻、高电压DMOS晶体管，以获得高效率和降低整个系统成本；

　　2. 包括欠压锁存、逐周期限流、间歇模式输出短路保护及热关断功能；

　　3. 内置0.4Ω高端DMOS FET、空载时，270μA的静态电流；10μA的关断电流。

     三、电能测量

　　通过DC-DC转换器的电能需经过仪器的测量及监测

　　78M6612 - 单相、双输出功率和电能测量IC,业内首款、也是唯一的嵌入式交流电表方案，用于家庭和企业。

　　一款高度集成的单相功率和能量测量与监测片上系统（SoC），包括32位计算引擎（CE）、MPU核、RTC和闪存。采用一次变换架构以及22位Σ-Δ ADC、四路模拟输入、数字温度补偿和高精度电压基准，能够以极少的外部元件支持较宽范围的单相、双输出功率测量应用…被大量用在消费类白色家电及自动化行业…

　　优势和特点：

　　1. 在2000:1电流范围和整个工作温度范围内保持优于0.5% Wh的精度；

　　2. 脉冲输出提供脉冲计数功能、交流电频率计数，用于RTC、数字温度补偿；

　　3. 提供电池备份，用于RTC和电池监测、8位MPU （80515）、单指令周期，内置ICE用于MPU调试。

　　四、DC-DC优化：MOSFET驱动器

　　MAX15070A- 7A吸入电流、3A源出电流、12ns、SOT23 MOSFET驱动器

　　具有极小延时的微型MOSFET驱动器，提供较宽的源出/吸入电流，可以吸收7A并源出3A峰值电流。此器件为MAX5048的升级版本，具有反相和同相输入，为控制MOSFET提供更大的灵活性。同时提供两路独立的互补模式输出，可灵活地控制开关导通和关断速度…在MOSFET开关控制及转换器中大量应用…

　　优势及特色：

　　1.具有非常短的开关时间和传输延迟（12ns，典型值），非常适合用于高频电路；

　　2. 反相和同相输入传输延迟匹配在500ps以内、热关断保护；

　　3. 小尺寸SOT23封装，允许在下方布设PCB引线、-40°C至+125°C工作温度范围。

　　五、通信功能

　　①G3-PLC

　　MAX2992- G3-PLC MAC/PHY电力线收发器

　　业内首款G3-PLC兼容调制解调器，可通过交流电力线提供半双工异步数据通信，传输速率高达300kbps。MAX2992是一款片上系统（SoC），利用Maxim的32位MAXQ30微控制器核构建物理层（PHY）和媒体访问控制（MAC）层。集成了模拟前端收发器的MAX2991能够与此器件无缝连接，共同与MAX2992 G3-PLCTM固件构成完整的G3-PLC调制解调方案…在太阳能、新能源管理及智能电网中大量应用。

　　优势及特色：

　　1. 集成了可编程陷波机制，允许对调制解调器发送频谱的某个频段进行陷波处理；

　　2. 增强CSMA/CA和ARQ,结合网络路由协议，支持各种网络的通用MAC层服务；

　　3. 智能通信机制和增强系统确保在任何信道条件下正常工作。

　　②RF发送器

　　MAX7049（中文资料） -高性能、288MHz至945MHz ASK/FSK ISM发送器

　　高性能、单芯片、超低功耗ASK/FSK UHF发送器工作在288MHz至945MHz工业、科学和医学（ISM）载波频段，提供最大的输出发射功率，消耗最少的电源电流，包括一个低相位噪声N分频合成器，支持高精度调谐、快速变频，并可有效降低带外功率。为支持窄带应用，还具有幅度整形和频率整形功能，方便用户优化频谱效率…

　　优势及特色：

　　1. 提供高达+15dBm的Tx功率，非常适合远距离通信应用；

　　2. 配合一个低成本的微处理器控制单元（MCU）、一个晶体和少数无源元件，即可构成完整的发送器系统；

　　3. 内置温度传感器、带有用户自定义外部环路滤波器的快速N分频合成器。

　　③RS-232/RS-485

　　MAX14780E +5.0V、±30kV ESD保护、失效保护、热插拔、RS-485/RS-422收发器

　　RS-485收发器，具有高达±30kV的ESD保护，提供高度可靠的系统性能，内置一路驱动器和一路接收器。包括失效保护电路，当接收器输入开路或短路时确保接收器输出逻辑高电平。如果挂在总线上的所有发送器被禁用（高阻），接收器将输出逻辑高电平…

　　优势及特色：

　　1. 具有热插拔功能，在上电或热插入时可以消除总线上的瞬态故障；

　　2. 具有限摆率驱动，能够降低EMI和由于不恰当的电缆匹配所引起的反射，实现高达500kbps的无差错数据传输；

　　3. 具有1/8单位负载输入阻抗，总线上可以挂接多达256个收发器。

　　④CAN

　　MAX13051 -±80V故障保护CAN收发器，具有自动波特率模式

　　具有自动波特率模式、±80V故障保护的CAN收发器，可理想用于需要过压保护的设备网络和其他工业网络应用。MAX13051可以为CAN协议控制器和CAN总线的物理线路提供连接…尤其适合于电信、工业网络及设备网络节点的应用…

　　优势及特色：

　　1. 提供由发送器数据（TXD）主导的超时功能，这可以防止出错的CAN控制器将总线箝位至主导电平；

　　2. 提供自动波特率模式，允许微控制器计算输入波特率，而不会破坏CAN协议的通信；

　　3. 具有±6kV人体放电模型保护功能，使该系列器件可理想的应用于恶劣环境。

　　⑤安全保护

　　MAX32590 -DeepCover安全微处理器，集成ARM926EJ-S处理器核

　　嵌入式安全处理器方案为敏感数据提供多重保护，采用先进的物理安全机制提供最可靠的加密存储。DeepCover安全处理器提供安全、高成效、可协同操作的解决方案，用于构建新一代信任设备。同时能够充分利用器件带宽，支持100Mbps以太网、大型彩色LCD显示器、吉比特海量存储器等设备的高速通信…

　　优势及特色：

　　1. 提供真正的随机数发生器、电池备份RTC、非易失SRAM以及实时环境监测和篡改侦测电路，为系统级设计提供便利条件；

　　2. 集成密码键盘和热敏打印机接口为移动POS终端提供完备方案；

　　3. 带有公钥认证的安全装载器、动态故障检测的芯片防护罩和温度和电压篡改侦测。

　　太阳能的利用在现在资源紧缺的时代变得尤其刻不容缓，它的无限、绿色、广阔、巨大的特点给人类的长久可持续发展带来了新的希望，点燃了人们开发的热情，激起了大家利用的决心……

　　同时太阳能的不稳定性和成本问题也成了人们所必须攻克的难题，当然这也正是挑战，相信凭借着科学技术不断的创新，人类文明持续的发展，所有的一切问题都将会是过去式。