Självoptimerande solbatteriladdarkrets

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





Inlägget diskuterar en enkel IC 555-baserad självoptimerande solbatteriladdarkrets med kretsomvandlare som automatiskt ställer in och justerar laddningsspänningen som svar på de blekande solljusförhållandena och försöker upprätthålla en optimal laddningseffekt för batteriet, oavsett solen strålningsintensiteter.

Använda en PWM Buck Converter-design

Den bifogade PWM-buck-omvandlaren säkerställer en effektiv konvertering så att panelen aldrig utsätts för stressiga förhållanden.



Jag har redan diskuterat en intressant PWM-baserad solcellsladdarkrets av MPPT-typ , kan följande konstruktion betraktas som en uppgraderad version av samma som den inkluderar ett bockomvandlarsteg som gör designen ännu effektivare än den tidigare motsvarigheten.



Obs: Anslut ett 1K-motstånd över pin5 och jord på IC2 för att kretsen ska fungera korrekt.

Den föreslagna självoptimerande solenergin batteriladdarkrets med krets omvandlare kan fattas med hjälp av följande förklaring:

Kretsen består av tre grundsteg, nämligen: PWM-solspänningsoptimeringsapparaten som använder par IC 555 i form av IC1 och IC2, den mosfet PWM strömförstärkaren och buck-omvandlaren med L1 och tillhörande komponenter.

IC1 är riggad för att producera en frekvens på cirka 80 Hz medan IC2 är konfigurerad som en komparator och PWM-generator.

80 Hz från IC 1 matas till pin2 av IC2 som använder denna frekvens för tillverkning av triangelvågor över Cl ... som jämförs ytterligare med de momentana potentialerna vid dess pin5 för att dimensionera de korrekta PWM: erna vid dess pin3.

Pin5-potentialen, som kan ses i diagrammet, härleds från solpanelen genom ett potentiellt delningssteg och en BJT-kollektorstgae.

Den förinställning som är placerad med denna potentiella avdelare justeras initialt på lämpligt sätt så att vid maximal solpanelspänning producerar utgången från buck-omvandlaren den optimala storleken på spänningen som passar det anslutna batteriets laddningsnivå.

När ovanstående har ställts in hanteras vila automatiskt av IC1 / IC2-steget.

Under högsta solljus förkortas PWM-enheterna på lämpligt sätt, vilket säkerställer minimal belastning på solpanelen men ändå producerar rätt optimal spänning för batteriet på grund av närvaron av buck-omvandlingssteget (en buck boost-typ av design är den mest effektiva metoden för att minska en spänningskälla utan att betona källparametrarna)

Nu när solljuset börjar minska minskar spänningen över den inställda potentialdelaren också att sjunka proportionellt vilket detekteras vid pin5 på IC2 ... vid detektering av denna gradvisa försämring av samplingsspänningen börjar IC2 vidga PWM: erna så att bockutmatningen klarar av att upprätthålla den optimala batteriladdningsspänningen, detta innebär att batteriet fortsätter att få rätt mängd ström oavsett solens fördröjande belysning.

L1 bör dimensioneras på lämpligt sätt så att den genererar den ungefärliga optimala spänningsnivån för batteriet när solpanelen är på sin högsta specifikation eller med andra ord när solljuset är i det mest gynnsamma läget för solpanelen.

RX introduceras för att bestämma och begränsa den maximala laddningsströmgränsen för batteriet, den kan beräknas med hjälp av följande formel:

Rx = 0,7 x 10 / batteri AH

Hur man ställer in ovanför självoptimerande solbatteriladdarkrets med krets omvandlare.

Antag att en 24 V topp solpanel är vald för laddning av ett 12 V batteri, kan kretsen ställas in enligt instruktionerna nedan:

Anslut initialt inget batteri vid utgången

Anslut 24 V från en extern C / DC-adapter över de punkter där solpanelens ingång måste matas.

Anslut en 12 V för IC1 / IC2-kretsen från en annan AC / DC-adapter.

Justera potentialfördelaren 10k förinställd tills en potential på cirka 11,8 V uppnås vid pin5 på IC2.

Därefter justerar du och optimerar antalet varv för L1 genom några testfel tills en 14,5 V mäts över utgången där batteriet måste anslutas.

Det är allt! Kretsen är nu inställd och redo att användas med den avsedda solpanelen för att få en optimerad högeffektiv PWM-baserad laddning.

I ovanstående självoptimerande solbatteriladdarkrets med buck-omvandlingskrets Jag har försökt implementera och extrahera en motsatt varierande spänning och strömutgång från kretsen i förhållande till solljuset, men en djupare undersökning fick mig att inse att det faktiskt inte borde svara motsatt snarare motsvarar solljuset.

För i MPpT vill vi extrahera maximal effekt under högsta timmen samtidigt som vi ser till att lasten inte svänger panelen och dess effektivitet.

Följande reviderade diagram är nu bättre, låt oss försöka analysera designen snabbt:

I den uppdaterade designen ovan har jag gjort följande viktiga förändring:

Jag har lagt till en NPN-växelriktare vid pin3 på IC 2 så att nu PWM: erna från IC 2 påverkar mosfet för att extrahera maximal effekt från panelen och minskar effekten gradvis när solljuset minskar.

PWM-pulserna tillsammans med buck-omvandlaren garanterar en perfekt kompatibilitet och maximal effektuttag från panelen, men minskar gradvis som svar på solens minskande intensitet.

Ovanstående inställningar säkerställer dock en viktig aspekt, det säkerställer ett balanserat in / uteffektförhållande som alltid är en viktig fråga i MPPT-laddare.

Vidare, om lasten försöker extrahera en alltför stor ström, kommer BC557-strömbegränsaren omedelbart att agera och förhindrar störning av MPPT: s smidiga funktion genom att bryta strömmen till lasten under dessa perioder.

Uppdatering

Överväger den färdiga designen av en MPPT-krets

Efter att ha genomgått noggranna ytterligare bedömningar kunde jag äntligen dra slutsatsen att den andra teorin som diskuterats ovan inte kan vara korrekt. Den första teorin är mer meningsfull eftersom en MPPT endast är avsedd att extrahera och omvandla extra volt till ström som kan finnas från en solpanel.

Antag till exempel om solpanelen hade 10V mer än belastningsspecifikationerna, skulle vi vilja kanalisera denna extra spänning till buck-omvandlaren genom PWM så att buck-omvandlaren kan producera den specificerade mängden spänning till lasten utan att ladda någon av parametrarna.

För att genomföra detta skulle PWM behöva vara proportionellt tunnare medan solen var på topp och släppa extra volt.

Eftersom solkraften minskade skulle emellertid PWM: er krävas att bredda så att buck-omvandlaren kontinuerligt aktiverades med den optimala mängden kraft för att leverera lasten med den angivna hastigheten oavsett solintensiteten.

För att ovanstående procedurer ska kunna ske smidigt och optimalt verkar den första designen vara den mest lämpliga och den som kan uppfylla ovanstående krav korrekt.

Därför kunde den andra konstruktionen enkelt kasseras och den första designen slutfördes som den korrekta 555-baserade MPT-kretsen.

Jag tyckte inte att det var lämpligt att ta bort den andra designen eftersom det finns olika kommentarer som verkar vara kopplade till den andra designen, och att ta bort den kan göra diskussionen förvirrande för läsarna, därför bestämde jag mig för att hålla detaljerna som de är och förtydliga ställning med denna förklaring.




Tidigare: Pulsmätarkrets Nästa: Super Capacitor Charger Theory and Working