太阳能即时效率计能记录并计算各项电器白天所消耗的功率，帮助使用者精准掌握设备的电池使用寿命，藉此控管太阳能系统电力的使用；此外，太阳能系统亦可藉由效率计的监测数据，调整电池板至最佳的日照方向，以获得最大电能转换效益。

    在极地现场测试设备或产品时，资源、材料限制、调试和时间压力都是具有挑战性的项目。不过，失败是现场测试工作的成功之母，藉由在现场测试中累积的经验，可帮助设计者对系统的全盘了解。本文将测试由太阳能供电的12伏特(V)铅酸汽车电池充电电路原型系统，为发光二极体(LED)灯、音频系统、用于露营淋浴器和喷雾系统的帮浦等装置供电，要证明该充电电路不会损坏并能正常工作。

    至于测试环境是美国炎热的内华达州沙漠，那里没有水、没有遮阴、没有电。在此恶劣的环境条件下，活着的唯一希望，是透过货运汽车装运几天所需的一切物资，然后再一样不缺地全都运回来。从各方面来说，这都是一个完美的测试环境，可确定系统是否足以提供舒适的生活条件。

    追踪电源曲线优化太阳能电池板供电

    对于诸如此类的极地现场测试，失败的后果，将是付出宝贵生命的惨痛代价。为生存下去，就必须防止电池电量完全耗尽，因此要监视充电系统。

    透过进行适当的测量，并即时收集测量资料，以保持并恢复电池的寿命。现场测试所采用的器具包括一个DC1688展示电路板，该展示电路板采用凌力尔特(LinearTechnology)的LT3652太阳能电池充电控制器，该控制器连接到Solec的70瓦(W)太阳能板，此太阳能板的最高电压为17伏特，电流为4.45安培(A)。

    DC1688展示电路板非常简单，只要连接太阳能板和电池就可正常运作。LT3652可追踪并最佳化电源曲线，以便用14伏特和2安培的最大电流为电池充电，优化太阳能电池板的供电。LT3652太阳能电池充电控制器还具备预查验功能，会为低压电池进行涓流充电，以保持电池良好运行，如果电池没有回应预查验，那么该元件还提供坏电池检测指示讯号。

    然而，若一开始电池就已被充饱，同时在白天始终保持充电，那么要想整夜使用LED灯、支援用于淋浴器的12伏特帮浦的运转、用12伏特汽车音频放大器播放几个小时的iPod音乐以及给其他外部设备再充电的话，太阳能电池板是否还能够提供足够的电力以及为电池充足所需的电量，令人怀疑。因此，这类测试的关键，是测试充电电路的效率，了解充电电路是否最大限度地为电池充电，以及充电电路是否能最大限度地利用太阳光照和太阳能板。

    效率资料全都录轻松估算用电量

    虽然用输出功率/输入功率×100来测量效率并不难，但是携带四个万用表和一个计算机到沙漠去，不断读取读数和测量值既麻烦也不实用。因此，可使用最新开发的效率计(EfficiencyMeter)。透过两块展示电路板、一个微控制器(MCU)和一个类比数位转换器(ADC)，就可组成一个效率计，并用该效率计即时测量和计算效率，最后在液晶显示器(LCD)显示幕上显示结果。无需万用表、计算器，而且最重要的是，亦无需电脑。
    这样子所组成的系统用一个仅为9伏特的电池和内部嵌入式编程就可独立工作，这使得该系统非常便于携带。就优化太阳能电池板充电系统而言，即时效率资料极为有用，例如，在定位太阳能电池板时，有即时效率资料可供参考，就不用靠猜测行事。另外，利用即时效率资料还可确定白天哪个时间的充电效率最高，进而适当估算电池电量的使用。

    本例测试用的展示电路板DC571A包括一个PIC微控制器，该微控制器与展示电路板连接。而DC571A展示板由一个八通道二十四位差分ADCLTC2418组成。仅使用该ADC的四个通道，其中两个通道测量VIN和VOUT，另外两个通道利用展示电路板上的LTC6103电流检测放大器，以电压形式测量IIN和IOUT，因为电压与电流成正比。该展示电路板略有修改，电阻更换为实现0.1伏特/1安培的比率。

    将LTC2418(ADCDC571A)展示电路板连接到DC590B的微控制器介面很容易，然后记录ADC四个差动通道上的代码、获取所测电压的瞬时值、转换、计算效率并将结果显示在LCD上。最终结果是得到一个简单易懂的系统，可显示太阳能电池板电压(Vs)、电池充电器的IIN、电池电压(Vb)、从电池充电器到12伏特铅酸电池的IOUT和计算所得的效率为(Vb×IOUT)/(Vs×IIN)×100。

    然而，让每个通道都作为差动电压测量通道工作也意味着，VIN和VOUT的接地通道必须连在一起，在此设计中，通道三、五、七和九连接至地；通道二和六是Vs和Vb；通道四和八是IIN和IOUT。该ADC具2.5伏特的内部基准电压限制，因此必须在Vs和Vb通道使用一个分压器，以保持处于20伏特的最大输入范围内。通道上电阻分压器最大限度地提高解析度，而内部代码则用来重新计算真正的电压值，所使用的少量错误纠正可忽略不计。

    最后一个步骤是让该系统能具有足够的可携性，透过一个9伏特硷性电池工作，方便随身携带，但又要使该系统有足够弹性，以使用12伏特铅酸电池。DC823B展示电路板采用LTM4600降压微型模组(μModule)稳压器，该稳压器的最大输入电压范围为20伏特，可调节提供给整个太阳能板电池充电器系统的5伏特电压。用5伏特输出选择跨接线将9伏特硷性电池连接到该展示电路板的VIN端。LTM4600的BURST模式在轻负载时效率较高，能够有助于延长电池的寿命。透过在现场依靠最终产品工作，