许多市场研究机构预计，到2030年，可再生能源（如风力发电和太阳能发电）在全球能源消费总量中的份额将显著增加。倡导节能减排和绿色发展对各行业提出了新的要求，迎合低碳经济时代的节能设计已成为能源企业和电子产品竞争力的重要体现。
市场机遇与挑战
可再生能源的发展是大势所趋。太阳能和风力发电是智能电网的一部分，属于分布式发电的范畴。促进智能电网的发展可以带来许多优势，如利用双向通信实现相应的需求管理，缓解用电高峰，快速发现故障，避免停电事故，实现更高的能源效率、可靠性和安全性；智能集成新的替代能源，为电动和混合动力汽车提供电力；更好地调整能源供需，更有效地利用电厂和电网，减少碳排放；提供动态费率表，帮助客户优化总电能消费和电费支出，改善客户服务；远程读表、远程通电、断电可节约劳动力成本，提高运营效率。
在促进可持续发展的共识下，中国目前正在大力发展太阳能、风能等产业，前景广阔。其中，太阳能领域的技术日益成熟，太阳能发电发展迅速，太阳能街道照明越来越受欢迎。此外，为了引进新一代智能电网，完善电力基础设施，中国政府制定了到2020年投资4万亿元的宏伟目标，其中强大的智能电网(Strong＆Smart Grid)上海世博会展示了概念。
但在发展可再生能源、升级现有电网的同时，也面临着诸多挑战。能量转换是半导体行业最大的挑战，因为发展可再生能源的关键是优化能效。太阳能供电LED以街道照明为例，该应用需要高效可靠的太阳能电池板充电控制器和LED对驱动器等关键设备的需求相当可观。从发电、配电、现场区域网到智能电表通信和家庭区域网，智能电网也需要许多电子元件。包括功率因数控制器、交流直流(AC/DC)和直流-直流(DC/DC)控制器、稳压器、MOSFET、三端双向可控硅开关元件(TRIAC)、电力线载波调制解调器、滤波器、输入/输出(I/O)以及数据保护、线路驱动和信号放大器LCD背光驱动器，EEPROM存储器和智能卡接口等。
智能电网高效解决方案的示例
1. 提高太阳能电池板光电转换能效的方案
近年来，行业越来越重视利用可再生清洁能源太阳能的街道照明。对于太阳能街灯来说，提高太阳能电池板的光电转换能效非常重要。太阳能电池板的电压-电流(V-I)特征曲线呈非线性和可变性，很难获得最大的电能。需要太阳能LED街灯充电控制器等相关电子电路(一般采用微控制器实现)应尽可能采用有效的控制方法来提高能效。
安森美半导体CS5121增强电压模式PWM控制器是一种可以提高太阳能电池板能效的装置。它可以控制太阳能电池板的充电，支持最大峰值功率跟踪(MPPT)太阳能电池不断变化的功能V-I特性曲线提供补偿，优化太阳能电池的功率输出，提高能效，使电池充电至优化功率。
在应用电路中，需要CS5121选择合适的拓扑结构。拓扑结构应能将太阳能电池板的输出电压降至12V，可以轻松修改两个或两个以上的电池，支持升压至24V。CS5121本身可配置为正激、反激或升压拓扑结构。在太阳能板充电控制应用的参考设计中，安森美半导体选择了反激拓扑结构。
在应用中，通过ISET引脚动态调节电流限制，实现最大峰值功率跟踪功能。一旦输入电压逐脉冲下降，直到输入电压恢复，才会降低电流限制。不需要使用昂贵的微控制器。充电控制器将发现峰值功率点并进行动态调整，以满足不断变化的电源特性。事实上，最大峰值功率跟踪技术可以将比以往任何时候都多30%的电荷从太阳能电池板传输到电池，使太阳能街灯系统能够使用较小的太阳能电池板，从而带来显著的成本效益。图1采用安森美半导体CS太阳能板充电控制应用示意图51221控制器。
