Önoptimalizáló szolár akkumulátor töltő áramkör

A bejegyzés egy egyszerű, IC 555 alapú, önoptimalizáló szolár akkumulátor töltő áramkört mutat be bak átalakító áramkörrel, amely automatikusan beállítja és beállítja a töltési feszültséget az elhalványuló napfényre reagálva, és megpróbálja fenntartani az akkumulátor optimális töltőteljesítményét, a naptól függetlenül. sugár intenzitása.

PWM Buck Converter Design használata

A mellékelt PWM buck konverter biztosítja a hatékony átalakítást, így a panelt soha nem érik stresszes körülmények.

Egy érdekes témát már megbeszéltem szolár PWM alapú MPPT típusú szolár töltő áramkör , a következő kivitel tekinthető ugyanannak a továbbfejlesztett változatának, mivel magában foglal egy bak konverter fokozatot, amely még hatékonyabbá teszi a kialakítást, mint az előző megfelelő.

Megjegyzés: Az áramkör megfelelő működéséhez csatlakoztasson 1K ellenállást az pin5-re és az IC2 földelésére.

A javasolt önoptimalizáló napenergia akkumulátortöltő áramköre bak konverter áramkörrel megragadható a következő magyarázat segítségével:

Az áramkör három alapvető szakaszból áll, nevezetesen: a PWM szolárfeszültség-optimalizálóból, amely néhány IC 555-öt használ IC1 és IC2 formájában, a mosfet PWM áramerősítőt és a Buck átalakítót, amely az L1-et és a hozzá tartozó alkatrészeket használja.

Az IC1 kb. 80 Hz-es frekvenciát állít elő, miközben az IC2 komparátor és PWM generátor.

Az IC 1-ből származó 80 Hz-et az IC2 pin2-jéhez tápláljuk, amely ezt a frekvenciát használja fel a C1 keresztmetszetű háromszög hullámok előállításához. Ezeket összehasonlítjuk a pin5 pillanatnyi potenciáljaival a megfelelő PWM-ek méretezéséhez a pin3-on.

A diagramban látható pin5 potenciál a napelemből származik egy potenciális osztó fokozaton és egy BJT közös kollektoros stagán keresztül.

Az ezzel a potenciálosztóval előre beállított értéket kezdetben megfelelően úgy állítják be, hogy a napelem csúcsfeszültségének csúcsán a buck konverter kimenete az optimális feszültség nagyságát hozza létre a csatlakoztatott akkumulátor töltési szintjének megfelelően.

Miután a fenti beállított, a pihenést az IC1 / IC2 szakasz automatikusan kezeli.

Csúcsfényes napsütésben a PWM-ek megfelelően lerövidülnek, biztosítva a minimális feszültséget a napelemen, ugyanakkor a bak optimális feszültségét produkálják az akkumulátor számára a bak-konverter fokozat jelenléte miatt (a buck-boost típusú konstrukció a leghatékonyabb módszer a feszültségforrás csökkentésére a forrásparaméterek hangsúlyozása nélkül)

Most, amikor a napfény csökkenti a beállított potenciálosztó feszültségét, szintén arányosan csökken az érték, amelyet az IC2 pin5-nél észlelnek. képes fenntartani a szükséges optimális akkumulátor töltési feszültséget, ez azt jelenti, hogy az akkumulátor továbbra is a megfelelő mennyiségű energiát kapja, függetlenül a nap késleltetett megvilágításától.

Az L1-et úgy kell méretezni, hogy az optimális feszültségszintet állítson elő az akkumulátor számára, amikor a napelem a legmagasabb specifikációban van, vagy más szavakkal, amikor a napfény a legkedvezőbb helyzetben van a napelem számára.

Az RX bevezetése az akkumulátor maximális töltési áramhatárának meghatározására és korlátozására vonatkozik, amelyet a következő képlet segítségével számolhat:

Rx = 0,7 x 10 / AH akkumulátor

Hogyan állítsuk be a az önoptimalizáló szolár akkumulátortöltő áramköre a buck konverter áramkörrel.

Tegyük fel, hogy egy 12 V-os csúcs napelemet választanak ki egy 12 V-os akkumulátor töltésére, az áramkört az alábbiak szerint állíthatják be:

Kezdetben ne csatlakoztasson akkumulátort a kimenethez

Csatlakoztassa a 24 V-ot egy külső C / DC adapterről azokon a pontokon, ahol a napelem bemenetének táplálása szükséges.

Csatlakoztasson egy 12 V-ot az IC1 / IC2 áramkörhöz egy másik AC / DC adapterről.

Állítsa be a potenciálosztó 10k előre beállított értékét, amíg az IC2 pin5-nél 11,8 V körüli potenciál nem érhető el.

Ezután néhány próbahiba segítségével optimalizálhatjuk az L1 fordulatok számát, amíg egy 14,5 V-ot meg nem mérünk a kimeneten, ahol az akkumulátort csatlakoztatni kell.

Ez minden! az áramkör most be van állítva, és használatra kész a tervezett napelem segítségével az optimalizált, nagyon hatékony PWM bak alapú töltési eljárások megszerzéséhez.

A fentiekben önoptimalizáló szolár akkumulátor töltő áramkör buck átalakító áramkörrel Megpróbáltam ellentétesen változó feszültséget és áramot kimenni az áramkörből a napfényre tekintettel, azonban egy mélyebb vizsgálat rádöbbent, hogy valójában nem szabad ellentétesen reagálni megfelel a napfénynek.

Mivel az MPpT-ben a maximális teljesítményt szeretnénk kinyerni a csúcsidőszakban, miközben biztosítjuk azt is, hogy a terhelés ne veszélyeztesse a panelt és annak hatékonyságát.

A következő felülvizsgált diagram most jobb értelmet nyer, próbáljuk meg gyorsan elemezni a tervet:

A fenti frissített tervben a következő fontos változtatást hajtottam végre:

Hozzáadtam egy NPN invertert az IC 2 pin3-hoz, így az IC 2-ből származó PWM-ek hatással vannak a mosfetre, hogy maximális energiát nyerjenek ki a panelről, és a napfény csökkenésével fokozatosan csökkenti az energiát.

A PWM impulzusok a buck konverterrel együtt garantálják a tökéletes kompatibilitást és a panel maximális teljesítménykihúzását, de a nap csökkenő intenzitásának hatására fokozatosan csökkennek.

A fenti beállítás azonban megbizonyosodik egy fontos szempontról, kiegyensúlyozott bemeneti / kimeneti teljesítményarányt biztosít, amely az MPPT töltőknél mindig kulcsfontosságú kérdés.

Továbbá, ha abban az esetben, ha a terhelés túlzott árammennyiséget próbál kinyerni, a BC557 áramkorlátozó azonnal működésbe lép, megakadályozva az MPPT zavartalan működésének megzavarását azáltal, hogy ezekben az időszakokban kikapcsolja a terhelést.

Frissítés

Az MPPT áramkör végleges kialakításának elmélkedése

Miután szigorú további értékeléseket végeztem, végül arra a következtetésre juthattam, hogy a fent tárgyalt második elmélet nem lehet helyes. Az első elmélet értelmesebb, mivel az MPPT célja kizárólag az extra feszültségek kinyerése és átalakítása áramgá, amely elérhető lehet egy napelemről.

Például tegyük fel, hogy ha a napelem 10 V-mal nagyobb, mint a terhelés specifikációi, akkor ezt a többletfeszültséget PWM-eken keresztül szeretnénk csatornázni a buck átalakítóba úgy, hogy a buck konverter képes legyen a megadott mennyiségű feszültséget előállítani a terhelésre anélkül, hogy bármilyen terhelést végezne a paraméterek közül.

Ennek megvalósításához a PWM-nek arányosan vékonyabbnak kell lennie, miközben a nap a csúcson van, és felszabadítja az extra feszültségeket.

A napenergia csökkenésével azonban a PWM-eknek ki kell szélesedniük, hogy a bak átalakítót folyamatosan engedélyezzék az optimális energiamennyiséggel a terhelés meghatározott sebességgel történő ellátásához, a nap intenzitásától függetlenül.

Annak érdekében, hogy a fenti eljárások zökkenőmentesen és optimálisan történhessenek, az első tervezés tűnik a legmegfelelőbbnek, és az, amelyik megfelelhet a fenti követelménynek.

Ezért a második terv egyszerűen eldobható, és az első kialakítás a helyes 555 alapú MPT áramkör lehet.

Nem találtam megfelelőnek a második terv törlését, mert különféle megjegyzések kapcsolódnak a második tervhez, és annak eltávolítása zavaróvá teheti az olvasókat az olvasók számára, ezért úgy döntöttem, hogy a részleteket megtartom, és tisztázom a álláspontját ezzel a magyarázattal.