SPV1020中文文档.doc

SPV1020内置MPPT（最大功率点跟踪）算法的增强型DC-DC转换器特点：n PWM模式DC-DC升压转换器。n MPPT算法控制的占空比，达到0.2%的精度。n 宽操作电压范围0-45V。n 过压、过流、超温保护功能。n 内置软启动。n 高达98%的效率。n 在低光照条件下，自动转换到突发模式以提高效率。n SPI（串行外设接口）接口。应用n 光伏面板。描述SPV1020是独立的DC-DC升压型转换器，在不受温度和太阳辐射量影响的情况下，以最大化利用光电板产生的能量。之所以能最优化能量转换，是由于在于转换器连接的光电板上嵌入了实现MPPT算法的逻辑。一个或多个转换器可以安装在光电板的接线盒以取代旁路二极管，由于最大功率点已经计算，运用了MPP算法的中心转换器的整个利用效率要高于传统拓扑结构。为了满足高效应用和微型化需求，SPV1020内置大功率MOSFET，以用做动态开关，同步整流。尽量减少外围器件。而且，4项交错拓扑的DC-DC转换器应尽量避免使用点解电容，这将严重影响使用寿命。SPV1020工作在PWM模式的固定频率，占空比受控于运行MPPT算法的内置逻辑。开关频率，由内部产生和设定在100KHZ，而且是外部可调的。占空比以0.2%的步进值在5%到90%范围内可调。当输出过压或者超温时，SPV1020自动停止运行。1 应用电路2 管脚连接管脚功能描述3最大范围4 电气特性除非特别声明，Vin=36V，TA=-40到85，TJ125。5 详细描述SPV1020是一个完全集成的高效率，4相交错拓扑结构DC / DC升压转换器，电压变化范围从6.5到45伏。简化的框图，只显示了四个阶段之一，报告如下。5.1 设定初值和启动模态为了保证正确的上电，避免振荡电压，转换器开始工作在突发模式下启动顺序的四个阶段，当输入电压高于6.5伏，由内部UVLO设定。基于这个原因，软启动战略已经实施。在开始的时候，只有第1期开始工作在突发模式，充电电感只为一个周期到15个周期。然后，占空比会逐步降低，直到第一阶段是在每个开关周期，在默认的开关频率为100 kHz定期。之后，第一阶段已达到稳定状态，所有其他阶段正逐步转向下列顺序：第3阶段，第二阶段和结束时第4期。当然，如果光伏电池产生的能量始终用来增加，所有的序列都在运行，否则，该序列可以回去，然后再前进。5.2 振荡器开关频率由内部固定为100千赫，每个阶段的工作频率由振荡器固定频率决定。如果用户想要设置默认值，OSC引脚必须连接到VREG。否则，通过连接OSC引脚和SGND引脚之间的外部电阻,开关频率将超出可调谐的范围50 kHz200千赫。相关公式如下：5.3 输入电压传感该器件监视由光伏电池输入VIN_SNS引脚产生的电压值，这个值是用来计算字符串的光伏电池产生的电压，然后相应地调整PWM的最大功率点。输入电压必须缩小到集成在SPV1020上的ADC的参考电压（1.25 V）在应用电路原理图中，R1和R2的电压是指2个电压之和是电阻器的输入电压。VIN_MAX的最大输入电压供应来源于太阳能光伏面板或（最大电压），R1和R2的大小必须根据以下规则来选择：此外，为了优化整个系统，在选择R1和R2时要考虑他们的功耗。假设可以忽略不计通过Vin_sns针脚的电流，则R1+ R2的最大功率耗是：依照经验，R1+ R2的选择应遵循如下规则：注意：为了保证电流流过Vin_sns引脚正常工作，流过R1+ R2的电流应在20A和200A范围。5.4 输出电压检测和过电压保护过压保护另一个监视器监视VOUT上的VOUT_SNS引脚。该引脚用来监测输出电压，以限制最高值（不能超过40伏特）防止因过电压损坏。VOUT_SNS（VOUT的分区）检查内部产生的稳定电压1.0 V。当VOUT_SNS达到1V的输出时反馈调节环路进入限制输出电压。循环的稳定性可连接PZ_OUT引脚和SGND引脚之间的外部调节电阻和电容器（极零补偿）。如果VOUT_SNS超过1.04V，则故障信号产生且传送到故障控制器。这个驱动停止并且产生外部芯片故障（诊断=0），当VOUT_SNS继续下降至1.04 V，DC - DC接着从MPP系统最小占空比（5）再重新启动该转换器在应用电路原理图中，R3和R4用作2个分区输出电压按VOUT_MAX负载的最大输出电压，R3和R4的选择必须根据以下规则：此外，为了优化整个系统， R3和R4的选择必须考虑他们的功耗。假设可以忽略不计流过Vout_sns针脚的电流，则R3 + R4的最大功耗是：根据经验，R3+ R4的选择应遵循如下规则：注意：为了保证电流流过Vin_sns引脚正常工作，流过R3+ R3的电流应在20A和100A范围内。5.5 过电流保护（OCP）为了保证安全运行，低端电源开关具有过电流保护的。事实上，当LX偶然和VIN和VOUT短路或流过电感的电流，当超过极限（4.5A），相关的低端电源开关立即关闭而相关的同步调节功能会启动。在下一个PWM周期低侧电源开关再次接通。5.6超温保护（OTP）当感应到温度在芯片级到到达150所有低端电源开关立即关闭。当硅温度下降到130后该设备将尽快恢复使用。5.7关断在关断模式下（SHUT脚高电平），转换器将关闭将功耗降到最低。同步整流器在电源输入和输出产生寄生二极管的路径，这在关断模式下是不可避免的。5.8低电压锁定（UVLO）当太阳辐射是过低或电池板被遮挡，产生的能量可能不够触发该转换器。在这种情况下，直到输入电压仍低于UVLO阈值电压，所有的电路在关机状态，以便避免不必要的功耗。一个滞后已经启动，以限制不想要的内部复位开关。5.9 MPPT为了将能量最大限度地从光伏电池串转移到直流总线（连接到转换器的输出）转换器在嵌入逻辑运行扰动与观察MPPT算法的基础上，监测光伏电池提供的电压和电流：如果光伏阵列工作电压是在给定方向的扰动，如果从光伏阵列得到的能量增加，这意味着工作点移向MPP，因此，工作电压必须进一步在同一方向扰动。反之，如果光伏阵列得到的能量减少，这意味着工作点远离MPP，因此工作电压扰动方向必须反转。5.10 SPI该SPV1020嵌入了4针兼容SPI接口。该SPI支持全双工，同步，和主机控制器（主）和SPV1020外围设备（从）之间串行的通信。SPI控制器提供同步时钟和启动所有的通讯。SPV1021串行时钟的空闲状态是高电平，数据引脚在串行时钟的下降沿驱动，上升沿采样。这些功能对应到时钟极性设置为1（典型的主机的SPI控制位CPOL = 1）和时钟相位设置为1（典型的主机的SPI控制位CPHA = 1）。每个字节的位顺序是高位在前。当主机启动传输，数据字节通过MOSI引脚移出到从设，而另一个数据字节是通过MISO引脚转移到主机。主机通过SCLK引脚控制串行时钟。SS脚（低电平有效）在每次传输时必须通过主机驱动为低电平，每个字节的位顺序是高位在前。SPV1020寄存器文件是由主机可通过SPI总线访问，因此，主机可以读取一些SPV1020控制参数寄存器。每个数据帧包括至少一个命令字节的数据字节，方向上取决于的命令类型。如果命令字节需要从寄存器文件中读取一些数据，这些数据通过MISO引脚从从机传到主机，于是，主机附加一个NOPS（0x00）给命令，这样整个数据才能传输。换句话说，主机接收一个字节，传输一个字节。帧结构：读寄存器操作主机可以每帧字节之间插入