Circuit de carregador de bateria solar auto-optimitzant

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





El missatge tracta d’un circuit senzill de carregador de bateria solar basat en IC 555 amb circuit convertidor de buck que estableix i ajusta automàticament la tensió de càrrega en resposta a les condicions de llum solar que s’esvaeixen i intenta mantenir una potència de càrrega òptima per a la bateria, independentment del sol intensitats de raigs.

Utilització d’un disseny de convertidors PWM Buck

El convertidor de dòlar PWM adjunt garanteix una conversió eficient perquè el panell mai no estigui sotmès a condicions estressants.



Ja he comentat un tema interessant circuit solar de carregador solar tipus MPPT basat en PWM , el disseny següent es pot considerar una versió actualitzada del mateix, ja que inclou una etapa de conversió de dòlars que fa que el disseny sigui encara més eficient que l'equivalent anterior.



Nota: Si us plau, connecteu una resistència de 1K a través del pin5 i la terra de l'IC2 per al correcte funcionament del circuit.

L’auto-optimització solar proposada circuit de carregador de bateria amb circuit convertidor de dòlars es pot copsar amb l'ajut de la següent explicació:

El circuit consta de tres etapes bàsiques, a saber: l’optimitzador de tensió solar PWM que utilitza un parell d’IC 555 en forma d’IC1 i IC2, l’amplificador de corrent PWM mosfet i el convertidor Buck que utilitza L1 i els components associats.

IC1 està preparat per produir una freqüència d’uns 80 Hz mentre IC2 es configura com un comparador i generador de PWM.

Els 80 Hz de IC 1 s’alimenten al pin2 d’IC2 que utilitza aquesta freqüència per fabricar ones triangulars a través de C1 ... que es comparen a més amb els potencials instantanis del pin5 per dimensionar els PWM correctes al pin3.

El potencial pin5, tal com es pot veure al diagrama, es deriva del panell solar a través d’un estadi divisor de potencial i un col·lector comú BJT stgae.

El valor predefinit posicionat amb aquest divisor de potencial s’adapta inicialment de manera adequada de manera que, a la màxima tensió del panell solar, la sortida del convertidor Buck produeixi la magnitud òptima de la tensió que s’adapti al nivell de càrrega de la bateria connectada.

Un cop establert l'anterior, el repòs es gestiona automàticament mitjançant l'etapa IC1 / IC2.

Durant la màxima llum solar, els PWM s’escurcen adequadament garantint una tensió mínima al panell solar, tot i que produeixen el voltatge òptim correcte per a la bateria a causa de la presència de l’etapa de conversió de buck (un tipus de disseny de buck boost és el mètode més eficient per reduir una font de tensió sense subratllar els paràmetres font)

Ara, a mesura que la llum solar comença a disminuir el voltatge a través del divisor de potencial establert, també comença a caure proporcionalment, cosa que es detecta al pin5 de IC2 ... en detectar aquest deteriorament gradual de la tensió de mostra, IC2 comença a eixamplar els PWM de manera que la sortida del dòlar és capaç de mantenir el voltatge òptim de càrrega de la bateria requerit, això implica que la bateria continua rebent la quantitat correcta d’energia independentment de la il·luminació retardant del sol.

L'L1 s'ha de dimensionar adequadament de manera que generi el nivell de tensió òptim aproximat per a la bateria quan el panell solar es troba a la màxima especificació o, en altres paraules, quan la llum del sol es troba en la posició més favorable per al panell solar.

S'introdueix RX per determinar i restringir el límit màxim de corrent de càrrega de la bateria, es pot calcular amb l'ajuda de la següent fórmula:

Rx = 0,7 x 10 / bateria AH

Com configurar el fitxer a sobre del circuit de carregador de bateria solar auto-optimitzant amb circuit convertidor de dòlars.

Suposem que es selecciona un panell solar de pic de 24 V per carregar una bateria de 12 V, el circuit es pot configurar tal com s’indica a continuació:

Inicialment, no connecteu cap bateria a la sortida

Connecteu 24 V des d’un adaptador C / DC extern als punts on cal alimentar l’entrada del panell solar.

Connecteu un circuit de 12 V per al circuit IC1 / IC2 des d’un altre adaptador de CA / CC.

Ajusteu el divisor de potencial predefinit de 10k fins que s’aconsegueixi un potencial d’uns 11,8 V al pin5 d’IC2.

A continuació, mitjançant algun error de prova, ajusteu i optimitzeu el nombre de voltes de L1 fins que es mesuri un 14,5 V a la sortida on cal connectar la bateria.

Això és tot! ara el circuit està configurat i llest per utilitzar-se amb el panell solar previst per obtenir un procediment de càrrega basat en PWM, altament eficient i optimitzat.

A l’anterior Heu intentat implementar i extreure una tensió i una sortida de corrent que varien del circuit respecte a la llum solar, però una investigació més profunda em va fer adonar-me que realment no hauria de respondre de manera oposada corresponent a la llum solar.

Perquè a MPpT volem extreure la màxima potència durant l’hora punta, tot assegurant-nos també que la càrrega no atorga el panell i la seva eficiència.

El següent diagrama revisat té ara un millor sentit, intentem analitzar el disseny ràpidament:

Al disseny actualitzat anterior he fet el següent canvi important:

He afegit un inversor NPN al pin3 d’IC 2 perquè ara els PWM d’IC 2 influeixin en el mosfet per extreure la màxima potència del panell i redueixi la potència gradualment a mesura que disminueix la llum del sol.

Els polsos PWM juntament amb el convertidor Buck garanteixen una compatibilitat perfecta i una extracció de potència màxima des del panell, però disminueixen gradualment en resposta a la intensitat decreixent del sol.

No obstant això, la configuració anterior assegura un aspecte important, ja que garanteix una relació de potència d’entrada / sortida equilibrada que sempre és un problema clau en els carregadors MPPT.

A més, si en cas que la càrrega intenti extreure una quantitat excessiva de corrent, el limitador de corrent BC557 entra immediatament en acció evitant la interrupció del bon funcionament del MPPT tallant l'alimentació de la càrrega durant aquests períodes.

Actualització

Contemplant el disseny definitiu d’un circuit MPPT

Després d’haver realitzat altres avaluacions rigoroses, finalment podria concloure que la segona teoria comentada anteriorment no pot ser correcta. La primera teoria té més sentit ja que un MPPT està pensat únicament per extreure i convertir els volts addicionals en corrent que pot estar disponible des d’un panell solar.

Per exemple, suposem que si el panell solar tenia 10V més que les especificacions de càrrega, voldríem canalitzar aquest voltatge addicional al convertidor de buck mitjançant PWMs de manera que el convertidor de buck sigui capaç de produir la quantitat especificada de voltatge a la càrrega sense carregar cap dels paràmetres.

Per implementar-ho, el PWM hauria de ser proporcionalment més prim mentre el sol estigués al màxim i alliberés volts addicionals.

Tanmateix, a mesura que disminuïa la potència solar, caldria ampliar els PWM per tal que el convertidor de buck estigués permanentment habilitat amb la quantitat òptima de potència per subministrar la càrrega a la velocitat especificada, independentment de la intensitat del sol.

Per permetre que els procediments anteriors es desenvolupin sense problemes i de manera òptima, sembla que el primer disseny és el més adequat i que podria complir correctament el requisit anterior.

Per tant, el segon disseny es podria descartar simplement i el primer es va acabar com el circuit MPT correcte basat en 555.

No he trobat oportú suprimir el segon disseny perquè hi ha diversos comentaris que semblen estar relacionats amb el segon disseny, i eliminar-lo podria fer que la discussió sigui confusa per als lectors, per tant, he decidit mantenir els detalls tal qual i aclarir el posició amb aquesta explicació.




Anterior: Circuit de monitor de ritme cardíac Següent: teoria i funcionament del carregador de supercondensadors