A cikk egy kettős bemenetű hibrid nap- és szél-akkumulátor töltő áramkört ismertet olcsó és hétköznapi alkatrészek felhasználásával.

Az ötletet a blog egyik érdeklődő tagja kérte.

Műszaki adatok

Jó dél után uram, tervezek egy „nap- és szélenergia-betakarítás szabályozó áramkört”, amelynek két bemenete és egy kimenete van.
A PV napelem (0-21V DC) és a másik bemenet egy szélturbina (15V DC).
Az áramkört 12v-os akkumulátor töltésére kell kialakítani. a feltöltött akkumulátorba juttatott kimeneti áram legfeljebb 3,5 A-t tud leadni.
A csoportom és jómagam néhány áramkört kikapcsoltunk az internetről, és pspice segítségével szimuláltuk őket, egyik sem adja meg a 3,5 A kimeneti áramot. Kérem, uram, tudna segíteni a használható áramkörök példáin.

A dizájn

Az egyik korábbi bejegyzésemben bemutattam egy hasonló koncepciót, amely lehetővé tette az akkumulátor töltését két energiaforrásból, például szélből és napból egyszerre, kézi beavatkozás nélkül.

A fenti kialakítás a PWM koncepción alapul, ezért kissé összetett és nehezen optimalizálható laikus vagy új hobbi számára.

Az itt bemutatott áramkör pontosan ugyanazokat a funkciókat kínálja, vagyis lehetővé teszi az akkumulátor töltését két különböző forrásból, ugyanakkor rendkívül egyszerű, hatékony, olcsó és problémamentes kialakítást biztosít.

Értsük meg részletesen az áramkört a következő magyarázat segítségével:

Kördiagramm

A fenti ábra mutatja a javasolt szolár, szél kettős hibrid akkumulátor töltő áramkört, nagyon szokásos alkatrészek, például opampok és tranzisztorok felhasználásával.

Két pontosan hasonló opamp fokozatot láthatunk, az egyiket az akkumulátor bal oldalán, a másikat az akkumulátor jobb oldalán.

A bal oldali opamp fokozat felelős a szélenergia-forrás elfogadásáért és szabályozásáért, míg a jobb oldali opamp szakasz feldolgozza a napenergiát a középen lévő egyetlen közös akkumulátor feltöltéséhez.

Bár a két szakasz hasonlónak tűnik, a szabályozás módjai eltérőek. A szélenergia-szabályozó áramkör úgy szabályozza a szélenergiát, hogy tolja vagy rövidíti a felesleges energiát a földre, míg a napelemes processzor szakasza ugyanezt teszi, de a tolatás helyett a felesleges energiát elvágja.

A fentiekben kifejtett két üzemmód döntő fontosságú, mivel a szélgenerátorokban, amelyek alapvetően generátorok, a felesleges energiát el kell tolni, és nem szabad levágni, hogy a belső tekercset meg lehessen védeni a túláramtól, ami a generátor sebességét is egyformán tartja ellenőrzött arány.

Ez azt jelenti, hogy a koncepció is megvalósítható az ELC alkalmazásokban is.

Az opamp funkció beállítása

Vizsgáljuk meg az opamp szakaszok működését a következő pontokon keresztül:

Az az opampokat komparátorokként konfigurálják ahol érzékelő bemenetként a # 3 tűt (nem invertáló bemenet) és referencia bemenetként a # 2 tűt (invertáló bemenet) használják.

Az R3 / R4 ellenállásokat úgy választják meg, hogy a szükséges akkumulátor töltési feszültség mellett a # 3-as érintkező csak magasabb legyen, mint a 2-es érintkező referenciaszintje.

Ezért amikor a szélenergiát a bal áramkörre vezetik, az opamp nyomon követi a feszültséget, és amint megpróbálja túllépni a beállított küszöbfeszültséget, az IC # 6-os csapja magasra megy, ami viszont bekapcsolja a T1 tranzisztort.

A T1 azonnal rövidzárlatba hozza a felesleges energiát, ami korlátozza az akkumulátor feszültségét a kívánt biztonságos határértéknél. Ez a folyamat folyamatosan zajlik, biztosítva a szükséges feszültségszabályozást az akkumulátor pólusain keresztül.

A napelem oldali opamp szakasz szintén ugyanazt a funkciót hajtja végre, azonban itt a T2 bevezetésével biztosítani kell, hogy amikor a napenergia meghaladja a beállított küszöböt, a T2 folyamatosan kikapcsolja, ezzel szabályozva az akkumulátor ellátását a megadott értéken. arány, amely megvédi az akkumulátort és a panelt a szokatlan, nem hatékony helyzetek ellen.

Az R4 mindkét oldalán helyettesíthető egy előre beállított értékkel, hogy megkönnyítse az akkumulátor küszöbértékének könnyű beállítását.

Jelenlegi vezérlő szakasz

A kérésnek megfelelően az akkumulátor áramának értéke nem haladhatja meg a 3,5 Ampert. Ennek szabályozásához egy önálló áramkorlátozó látható az akkumulátor negatívjával együtt.

Az alábbiakban bemutatott kialakítás azonban legfeljebb 10 amper árammal és 100 Ah akkumulátor töltésére használható

Ez a kialakítás a következő áramkör segítségével építhető fel:

Az R2 az alábbi képlettel számítható:

R2 = 0,7 / töltőáram
az ellenállás teljesítménye = 0,7 x töltőáram

Alkatrészlista a szolár szélű kettős hibrid akkumulátor töltő áramkörhöz

R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
Z1, Z2 = 3V vagy 4,7V, 1/2 wattos zener dióda
C1 = 100uF / 25V
T1, T2 = TIP142,
T3 = BC547
D2 = 1N4007
Piros LED = 2nos
D1 = 10 amperes egyenirányító dióda vagy Schottky dióda
Opamps = LM358 vagy bármilyen hasonló

Dupla egyenáramú bemenetű hibrid töltőáramkör

Az alábbiakban bemutatott hasonló második hibrid kialakítás egyszerű ötletet ír le, amely lehetővé teszi a megújuló forrásokból származó kétféle egyenáramú bemeneti forrás feldolgozását.

Ez a hibrid megújuló energia-feldolgozó áramkör tartalmaz egy lendület-átalakító fokozatot is, amely hatékonyan megemeli a szükséges kimeneti műveletekhez, például az akkumulátor töltéséhez szükséges feszültséget. Az ötletet e blog egyik érdeklődő olvasója kérte fel.

Műszaki adatok

Szia, egy utolsó éves mérnök hallgató vagyok, két egyenáramú forrás (hibrid) kombinálásához egy több bemenetű aprítót (integrált buck / buck boost konvertert) kell megvalósítanom.
Megvan az alapvető áramköri modell, tudna segíteni az induktor, a kondenzátor értékeinek és a szaggató vezérlő áramkörének megtervezésében. E-mailt küldtem neked az áramkör tervezéséről.

Áramkör működtetése.

Amint az ábrán látható, az IC555 szakaszok két azonos PWM áramkörök, amelyek a szomszédos kettős bemenetű boost konverter áramkör táplálására vannak elhelyezve.

A következő funkciók történnek, amikor a bemutatott konfiguráció be van kapcsolva:

A DC1 feltételezhető magas DC forrásként, például napelemként.

A DC2 feltételezhető alacsony DC bemeneti forrásként, például szélturbina generátortól.

Feltételezve, hogy ezeket a forrásokat bekapcsolják, a megfelelő mosfetek a kapu PWM-ekre válaszul elkezdenek vezetni ezeket a tápfeszültségeket a következő dióda / induktor / kapacitás áramkörön keresztül.

Mivel a két szakasz PWM-je eltérő PWM sebességgel rendelkezik, a kapcsolási válasz a fenti sebességektől függően is eltérő lehet.

Abban a pillanatban, amikor mindkét mosfet pozitív impulzust kap, mindkét bemenet átkerül az induktorra, ami nagy áramnövekedést okoz a csatlakoztatott terhelésnek. A diódák hatékonyan izolálják a megfelelő bemenetek áramlását az induktor felé.

Abban a pillanatban, amikor a felső mosfet be van kapcsolva, míg az alsó mosfet ki van kapcsolva, az alsó 6A4 előre torzul, és lehetővé teszi az induktor számára a visszatérési utat válaszként a felső mosfet kapcsolására.
Hasonlóképpen, amikor az alsó moset be van kapcsolva, és a felső mosfet ki van kapcsolva, a felső 6A4 biztosítja a szükséges visszatérési utat az L1 EMF számára.

Tehát alapvetően a mosfeteket ki- és bekapcsolhatjuk bármilyen szinkronizálástól függetlenül, ami a dolgokat elég könnyűvé és biztonságossá teszi. Mindenesetre a kimeneti terhelés megkapja az átlagos (kombinált) tervezett teljesítményt a két bemenetről.

Az 1K ellenállás és az 1N4007 dióda bevezetése biztosítja, hogy a két mosfet soha ne kapjon külön logikai, magas impulzusú élt, bár az eső szél eltérhet az 555 IC megfelelő PWM-jének beállításától függően.

Az L1 induktivitással kísérletezni kell annak érdekében, hogy a kimeneten megkapja a kívánt lendületet. Különböző 22 SWG szuperzománcozott rézhuzal fordulatszám használható ferritrúdon vagy födémen, és a kimenetet a szükséges feszültségre mérik.