Solcellsladdarkrets

Artikeln diskuterar omfattande en MPPT-baserad smart solcellsladdarkrets. Idén begärdes av en av de ivriga läsarna på den här bloggen.

Tekniska specifikationer

Jag är el- och elektronikstudent. Mitt sista år är projektets smarta smarta laddare för mobiltelefoner. Jag hoppades att sir kan hjälpa mig på hur man gör en solcellsladdare smart.

Något jag stötte på var att använda användargränssnittet som att leda till att informera användaren om solstrålningen räcker för att ladda laddaren eller något liknande. Men jag är inte säker på hur kretsen kommer att se ut och vilka komponenter som behövs. Hoppas på lite hjälp från sir.

Jag funderade på att använda användargränssnittet för att göra solladdaren 'smart'. Med en funktion som informerar användaren om mängden solljus räcker för effektiv laddning. Till exempel om ljusstrålningen är för låg, kommer användaren att informeras via tänd LED eller skärm.

Och när sol laddaren är fulladdad tänds en LED för att informera användaren om att sol laddaren är redo att användas.

Det är vad jag har tänkt på att utveckla hittills sir. Men jag är inte säker på hur komplex den är, därför är jag öppen för alla nya förslag att förbättra denna design.

Jag har också läst några artiklar på sir blogg om mppt. Jag är inte säker på om jag ska överväga att lägga till det i den här designen eftersom jag inte är bekant med komplexiteten i att bygga denna krets.

Jag ska utveckla en bärbar smart solladdare för mobiltelefoner . Därför övervägde jag att använda användargränssnittet för att informera användarna som en 'smart' metod. Hoppas att sir kan hjälpa mig med utvecklingen av denna krets. Jag är också öppen för nya förslag sir.

Tack för din snabba feedback och jag uppskattar verkligen din hjälp sir.

Ha en bra dag sir.

Designen

Med hänvisning till ovanstående smarta solcellsladdarkrets kan designen delas in i tre grundläggande steg:

1) Mosfet baserad buck-omvandlare skede.

2) IC 555 astabla scen, och

3) Opamp-baserad solspårare MPPT skede.

Stegen är utformade för att fungera på följande sätt:

Buck-omvandlaren består i grunden av en P-kanal mosfet, en snabbresponsdiod och en induktor. Detta steg ingår för att uppnå den önskade mängden avstängd spänning med maximal effektivitet, eftersom förlust i form av värme och andra parametrar är minimala med hjälp av en buck-topologi.

IC 555-scenen

IC 555-steget är riggat för att generera en frekvens för bockomvandlarens mosfet och också som en konstant spänningsregulator genom dess styrstift 5. BJT på sin pin5-grund och stänger av buck-omvandlarfrekvensen varje gång den tar emot en basutlösarsignal antingen från opamp-spårningssteget eller från återkopplingsuppsättningen över buck-converter-utgången via 10k-förinställningen.

När de kommer till opamp-scenen kan dess ingångar ses konfigurerade på ett sådant sätt att potentialen vid den inverterande ingången på IC förblir en nypa högre än dess icke-inverterande ingång på grund av närvaron av de tre 1N4148-släppande dioderna.

10k-förinställningen justeras så att vid toppspänning hålls solens spänning vid pin2 bara lägre än matningsspänningen vid pin7, detta är viktigt eftersom ingångsmatningen inte bör vara högre än IC-matningsspänningen enligt standardreglerna och specifikationer för IC.

I ovanstående situation hålls utgångsstiftet 6 för opampen vid nollpotential på grund av den lägre skuggpotentialen för pin3 än pin2.

MPPT-optimering

Under optimala belastningsförhållanden, när belastningsspecifikationen är i nivå med solpanelens spänningsvärde, fungerar panelen automatiskt med maximal effektivitet och opamp-trackern förblir vilande, men om en oöverträffad eller oförenlig överbelastningsbelastning avkänns tenderar panelspänningen för att dras ner med lastspänningsnivån.

Situationen spåras vid pin2 som också upplever ett proportionellt spänningsfall, men potentialen vid pin3 förblir solid och oberörd på grund av närvaron av 10uF kondensatorn, tills det ögonblick då pin2-potentialen tenderar att gå under 3-diodfallet över pin3 . Pin3 börjar nu bevittna en stigande potential än pin2, vilket omedelbart gör en hög vid pin6 på IC.

Ovanstående höga vid pin6 skickar en utlösare vid basen av BC547-transistorn placerad över pin5 på IC555. Detta tvingar den stabila att stänga av sig själv och utmatningen, vilket i sin tur gör belastningen ineffektiv och återställer normaliteten över panelen och opamp-tracker-steget ... cykeln fortsätter att växla snabbt, vilket säkerställer en optimerad spänning för lasten samt en optimerad belastning för panelen så att dess spänning aldrig faller under dess kritiska 'knä' -zon.

Induktorn på omvandlarsteget kan byggas med 22 SWG-magnettråd, med cirka 20 varv över vilken lämplig ferritkärna som helst.

10k-förinställningen kan användas för att justera bockspänningen till önskade nivåer enligt lastspecifikationerna.

Hur man ställer in kretsen

Efter att ha byggts kan den ovan förklarade smarta solcellsladdaren ställas in med följande procedurer:

1) Anslut inte någon belastning till utgången.

2) Applicera en extern likström (mycket låg ström) över ingången till kretsen där panelen är avsedd att anslutas. Denna likström ska vara på en nivå som är ungefär lika med de valda panelens toppspänningsspecifikationer.

3) Justera 10k-förinställningen av opampen så att potentialen vid pin2 blir något lägre än potentialen vid pin7 på IC.

4) Justera sedan den andra 10k-förinställningen så att utgången från buck-omvandlaren ger en spänning som är lika med den avsedda belastningsspänningen. Om det är en mobiltelefon som behöver laddas kan spänningen ställas in på 5V, för en Li-ion-cell kan den vara inställd på 4,2V och så vidare.

4) Anslut slutligen en dummy-belastning som kan ha driftsspänningsbetyg mycket lägre än ingångsströmmen men högre strömstyrka än ingångsströmmen .... och kontrollera det totala svaret från kretsen.

Kretsen måste ge följande resultat:

När pin6-matningen är ansluten till pin5 BJT på IC 555 bör DC inte visa en droppe på mer än 2V än dess verkliga storlek. Det betyder att om ingångsströmmen är 15V och belastningen är 6V, kan fallet över ingångsströmmen inte överstiga 13V.

Omvänt med stift 6 frånkopplat måste detta falla och justeras i enlighet med belastningsspänningen, det vill säga om DC är 15V och belastningen är 6V, kan ingångsströmmen falla vid 6V.

Ovanstående resultat skulle bekräfta att den föreslagna smarta solcellsladdarkretsen fungerar korrekt och optimalt.

Stegen måste byggas, testas, bekräftas stegvis och sedan integreras tillsammans.