Enkel LM317-baserad MPPT-simulatorkrets

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





För att göra denna enkla MPPT-krets ändrar vi först en standard LM317 strömförsörjningskrets till en buck-omvandlare och konfigurerar den sedan med en solpanel för att implementera en MPPT-funktion.

Ändra en LM317 strömförsörjning till en MPPT Solar Optimizer

I vår tidigare artikel lärde vi oss hur en standard LM317-strömförsörjning kunde omvandlas till en induktorbaserad effektivitet strömförsörjningskrets med variabel buck-omvandlare.



I den här artikeln analyserar vi hur samma kretsdesign kan förbättras till en effektiv MPPT-krets genom att lägga till en LDR / LED-optokopplare och ett opampspänningsföljarkretssteg.

Det fullständiga kretsschemat för den föreslagna MPPT-kretsen med LM317 buck-omvandlare kan bevittnas i följande bild:



Enkel LM317-baserad MPPT-krets

Figuren illustrerar den diskuterade MPPT-kretsen, LM317 och dess tillhörande komponenter utgör en bas krets omvandlare vars uteffekt kan varieras genom att helt enkelt variera ett motstånd över C2.

I vår tidigare strömförsörjningsdesign såg vi att en kruka placerades parallellt med C2 för att möjliggöra den variabla utgångsspänningsfunktionen, men eftersom den nuvarande designen ska utföra en automatisk MPPT, kan den här potten ses ersättas med en LDR / LED-optokopplare .

Hur kretsarna fungerar

De LED LDR optokopplare är en enkel hemlagad enhet varvid en röd lysdiod och LDR är förseglade ansikte mot ansikte inuti ett litet ljussäkert hölje.

LDR-ledningarna här kan ses anslutna parallellt med C2, medan lysdioden är integrerad med utgången från ett kretssteg för opampspänning.

Ingången till opampen kan ses ansluten till solpanelen genom en 10k förinställning.

Tanken här är att se till att när solpanelspänningen ökar, ökar också opto-LED-intensiteten, vilket i sin tur gör att LDR: s motstånd sjunker.

Släppmotståndet orsakar att PWM-bocken är smalare för sina pulser och därigenom förhindrar utspänningen att stiga, men säkerställer ändå en proportionell ökning av strömmen för den anslutna belastningen.

I ett av mitt tidigare inlägg förstod vi det i något buck converter omvandlar utgången från omvandlaren beroende på PWM och ingångsspänningen .

Det innebär att om solspänningen tenderar att öka, kan utmatningen påverkas och börja öka proportionellt. Detta kan i sin tur orsaka överbelastning av panelen och försämra panelens effektivitet.

Den nuvarande LM317 MPPT-designen tar hand om denna situation genom LED / LDR-enheten och LM317-variabla motståndsfunktionen och kombinerar de två funktionerna i kombination med en opamp-spänningsföljare för att utveckla en effektiv självjusterande PWM-baserad MPPT-krets.

Justeringen av opamp 10k-förinställningen verkar vara ganska enkel.

Hur man justerar LM317 MPPT-förinställningen

Vid optimalt solljus justeras 10k-förinställningen så att utgången från buck-omvandlaren producerar en spänning i nivå med specifikationen för belastningsspänning.

Antag till exempel att lasten är ett 12V-batteri, i så fall justeras 10K-förinställningen för att producera cirka 14,4V.

När detta är gjort, kan härifrån utgången antas vara självjusterande som svar på solskenet ... vilket betyder nu när solskenet ökar, justerar LM317 buckomvandlaren själv och minskar PWM vid basen av Q1 och förhindrar all stigning i spänning, men under processen ser induktorn L1 och C4 till att överflödet av solsken förvandlas till en proportionell mängd extra ström för batteriet för att möjliggöra en snabbare laddning.

Omvänt om solen skiner försämras tenderar PWM att breddas, vilket gör att spänningen för batteriet automatiskt justeras automatiskt och upprätthåller 14,4V-nivån ...... om än med en proportionell minskning av strömmen.

Den självoptimerande funktionaliteten utförs hela dagen och säkerställer det mest effektiva resultatet från panelen för den anslutna belastningen.

VARNING: OVANFÖRKLARAD ENKEL MPPT-KRETS MED LM317 BASERAR PÅ FÖRFATTARENS ANTAGANDE OCH SIMULERING, VISARE ANVÄNDS FÖR ATT BEDÖMA KONCEPTET TILLGÄNGLIGT FÖR ATT FÖRSÖKA DET PRAKTISKT.




Tidigare: LM317 Variable Switch Mode Power Supply (SMPS) Nästa: Hur man skapar en fjärrstyrd resultattavla