日記: 普通のDC-DCコンバーターはソーラーパネルに使えない

2013年01月19日

普通のDC-DCコンバーターはソーラーパネルに使えない

使えないことはないんだけど、効率が悪くて全然電力取り出せないようだ。
効率は最初に三端子レギュレーターで作ったやつと同程度になってしまうらしい。
ソーラーパネルが定電流電源なのが原因。

パルスで電圧変換するDCDCコンバーターは、負荷が必要とする電流を電源から引っ張ってこようとするが、ソーラーパネルが供給できる電流は太陽次第だしパネルの上限がある。
限界を超えて電流を引っ張ってこようとするとソーラーパネルの電圧低下が起こる ( なんでそうなるのかよくわからない。電流を引っ張ってこようとするとは抵抗が低下するということ？定電圧電源なら抵抗が低下すれば電流が増えるが、定電流の場合は電流は増えない。逆にオームの法則 E＝R× I により電圧が低下することになるから電圧低下が起こるということか？ )。
電圧が低下すると、DCDCコンバーターはさらに電流を引っ張ってこようとしてまた電圧が下がる。
結果、入力電圧と出力電圧が一致することになり、三端子レギュレーターと同じような効率になってしまう。
電力が捨てられる場所が、ソーラーパネルか三端子レギュレーターかの違いがあると思うけど。

今日の昼にスマフォをつないでいると、電圧がふらふらしだして、少ししたら比較的高い電圧になった時があったけど、スマフォは500mAを必要としていて、昼間だったから2.5W/0.8=3.125W以上の出力にソーラーパネルがなったために、十分な電力が確保できて、うまくDCDCコンバーター機能したと言うことだろうか。
結果的に充電がよく進んでいた。

この問題を解決するには、DCDCコンバーターのフィードバック端子を使って出力電流をコントロールすることが必要らしい。
ソーラーパネルは、だいたい開放電圧の80%くらいが最高効率のようなので、その電圧になる電流にDCDCコンバーターの電流を絞れば、効率的に電力を取り出せる。
リファレンス電圧を作るやつとオペアンプを使ってコントロールするみたいだが、まだその部分はよく理解できていない。
なんとなくはわかったような気がするけど。

投稿者 Takenori : 2013年01月19日 19:07

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