L’article explica un circuit de carregador de bateries híbrides d’energia solar i eòlica de doble entrada que utilitza components normals i econòmics.

La idea va ser sol·licitada per un dels membres interessats en aquest bloc.

Especificacions tècniques

Ben passat el migdia, senyor, estic dissenyant un 'circuit regulador de collita d'energia solar i eòlica' que té dues entrades i una sortida.
El panell solar fotovoltaic (0-21V DC) i l’altra entrada és un aerogenerador (15V DC).
El circuit ha d’estar dissenyat per carregar una bateria de 12v. el corrent de sortida que es lliura a la bateria carregada no ha de lliurar més de 3,5A.
El meu grup i jo hem aconseguit uns quants circuits d’Internet i els hem simulat amb pspice, cap d’ells no ens proporciona la intensitat de sortida de 3,5 A. si us plau, senyor, pot ajudar-nos amb exemples de circuits que podem utilitzar.

El disseny

En una de les meves publicacions anteriors vaig introduir un concepte similar que permetia carregar simultàniament una bateria a partir de dues fonts d’energia, com la eòlica i la solar, sense necessitat de cap intervenció manual.

El disseny anterior es basa en el concepte PWM i, per tant, pot ser una mica complex i difícil d’optimitzar per a un profà o un nou aficionat.

El circuit que es presenta aquí ofereix exactament les mateixes característiques, és a dir, permet carregar una bateria des de dues fonts diferents, tot i que manté el disseny extremadament senzill, eficient, barat i sense problemes.

Anem a entendre el circuit en detalls amb l'ajut de la següent explicació:

Esquema de connexions

La figura anterior mostra el circuit de carregador de bateries híbrides solars, eòliques, proposat, que utilitza components molt corrents com ara opamps i transistors.

Podem veure dues fases opamp exactament similars que s’utilitzen, una al costat esquerre de la bateria i l’altra al costat dret de la bateria.

L’etapa opamp del costat esquerre es fa responsable d’acceptar i regular la font d’energia eòlica mentre que la fase opamp del costat dret processa l’electricitat solar per carregar la bateria comuna única al centre.

Tot i que les dues etapes tenen un aspecte similar, els modes de regulació són diferents. El circuit de control d’energia eòlica regula l’energia eòlica derivant o curtcircuitant l’excés d’energia a terra, mentre que l’etapa del processador solar fa el mateix, però tallant l’excés d’energia en lloc de derivar-la.

Els dos modes explicats anteriorment són crucials, ja que en els generadors eòlics que són essencialment alternadors, cal excloure l’energia excedentària i no tallar-la, de manera que es pot protegir la bobina que hi ha a l’interior, cosa que també manté la velocitat de l’alternador a taxa controlada.

Això implica que el concepte també es pot implementar en aplicacions ELC també.

Com es configura l'opamp per funcionar

Ara anem a investigar el funcionament de les etapes opamp a través dels punts següents:

El opamps es configuren com a comparadors on s’utilitza el pin # 3 (entrada no inversora) com a entrada de detecció i el pin # 2 (entrada inversora) com a entrada de referència.

Les resistències R3 / R4 es seleccionen de manera que, a la tensió de càrrega necessària de la bateria, el pin # 3 sigui superior al nivell de referència del pin # 2.

Per tant, quan l’energia del vent s’aplica al circuit esquerre, l’opamp fa un seguiment de la tensió i tan bon punt intenta superar la tensió llindar establerta, el pin número 6 de l’IC augmenta, que al seu torn engega el transistor T1.

T1 instantàniament curtcircuita l’excés d’energia que restringeix el voltatge a la bateria al límit de seguretat desitjat. Aquest procés continua garantint la regulació de voltatge necessària a través dels terminals de la bateria.

L'etapa opamp al costat del panell solar també implementa la mateixa funció, però aquí la introducció de T2 assegura que cada vegada que l'energia solar és superior al llindar establert, T2 continua tallant-la, regulant així el subministrament a la bateria a la temperatura especificada. , que protegeix la bateria i el panell de situacions ineficients inusuals.

Es pot substituir R4 pels dos costats per un predefinit per facilitar la configuració del nivell de càrrega de la bateria llindar.

Etapa de control actual

Segons la sol·licitud, la intensitat de la bateria no ha de superar els 3,5 A. Per regular això, es pot veure un limitador de corrent autònom connectat amb el negatiu de la bateria.

Tanmateix, el disseny que es mostra a continuació es pot utilitzar amb un màxim de 10 amperis de corrent i per carregar bateries de fins a 100 Ah

Aquest disseny es pot construir mitjançant el circuit següent:

R2 es pot calcular amb la fórmula següent:

R2 = 0,7 / corrent de càrrega
potència de la resistència = 0,7 x corrent de càrrega

Llista de peces per al circuit de carregador de bateria híbrid solar dual

R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
Z1, Z2 = 3V o 4,7V, díode zener de 1/2 watt
C1 = 100uF / 25V
T1, T2 = TIP142,
T3 = BC547
D2 = 1N4007
LED vermells = 2nos
D1 = díode rectificador de 10 amperes o díode Schottky
Opamps = LM358 o qualsevol altre similar

Circuit de carregador híbrid d’entrada doble CC

Un segon disseny híbrid similar a continuació descriu una idea simple que permet el processament de dues fonts diferents d’entrades de CC derivades de fonts renovables diferents.

Aquest circuit híbrid de processament d’energia renovable també inclou una etapa de convertidor d’augment que augmenta eficaçment el voltatge per a les operacions de sortida necessàries, com ara carregar una bateria. La idea va ser sol·licitada per un dels lectors interessats en aquest bloc.

Especificacions tècniques

Hola, sóc un estudiant d'enginyeria de darrer any, necessito implementar un chopper de diverses entrades (convertidor integrat de buck / buck boost) per combinar dues fonts de corrent continu (híbrides).
Tinc el model bàsic del circuit, em podeu ajudar a dissenyar inductors, valors del condensador i circuit de control per a l’helicòpter. Us he enviat per correu electrònic el disseny del circuit.

Funcionament del circuit.

Com es mostra a la figura, les seccions IC555 són dos circuits PWM idèntics situats per alimentar el circuit convertidor amplificador de doble entrada adjunt.

Les funcions següents tenen lloc quan la configuració mostrada està activada:

El DC1 es pot suposar com la font de corrent continu més elevat, com per exemple, des d’un panell solar.

El DC2 es pot suposar com una font d’entrada CC baixa, com per exemple d’un generador de turbines eòliques.

Suposant que aquestes fonts estiguin activades, els respectius mosfets comencen a conduir aquestes tensions de subministrament a través del següent circuit de díode / inductor / capacitat en resposta als PWM de la porta.

Ara, ja que els PWM de les dues etapes podrien assetjar-se amb taxes de PWM diferents, la resposta de commutació també serà diferent en funció de les taxes anteriors.

En el moment en què els dos mosfets reben pols positiu, les dues entrades es llencen a través de l’inductor provocant un elevat impuls de corrent a la càrrega connectada. Els díodes aïllen eficaçment el flux de les entrades respectives cap a l’inductor.

En el moment en què el mosfet superior està activat mentre el mosfet inferior està DESACTIVAT, el 6A4 inferior es polaritza cap endavant i permet a l’inductor un camí de retorn com a resposta al canvi del mosfet superior.
De la mateixa manera, quan el moset inferior està activat i el mosfet superior està desactivat, el 6A4 superior proporciona el camí de retorn requerit per a l'EMF L1.

Així, bàsicament, els mosfets es poden desactivar o desactivar independentment de qualsevol tipus de sincronització, cosa que facilita i fa que les coses siguin bastant segures. En qualsevol cas, la càrrega de sortida rebria la potència mitjana (combinada) prevista de les dues entrades.

La introducció de la resistència 1K i el díode 1N4007 garanteix que els dos mosfets mai rebin una vora lògica separada d’alt impuls, tot i que la vora descendent pot ser diferent en funció de la configuració dels PWM respectius dels 555 IC.

S’haurà d’experimentar l’inductor L1 per obtenir l’augment desitjat a la sortida. Es pot utilitzar un nombre diferent de girs de 22 filferros de coure SWM super esmaltats sobre una vareta de ferrita o una llosa, i la sortida es mesura per a la tensió requerida.