Самооптимизираща се схема на зарядно за слънчева батерия

Постът обсъжда проста схема за самозащита на зарядното устройство за слънчева батерия IC 555 с верига на преобразувател, която автоматично настройва и настройва напрежението на зареждане в отговор на избледняващите условия на слънчевата светлина и се опитва да поддържа оптимална мощност на зареждане на батерията, независимо от слънцето интензитети на лъчите.

Използване на PWM Buck Converter Design

Прикрепеният PWM конвертор осигурява ефективно преобразуване, така че панелът никога да не бъде подложен на стресови условия.

Вече обсъдих един интересен слънчева PWM базирана MPPT тип слънчева зарядна верига , следващият дизайн може да се счита за надстроена версия на същия, тъй като включва етап на конвертор на долари, което прави дизайна дори по-ефективен от предишния аналог.

Забележка: Моля, свържете 1K резистор през pin5 и земята на IC2 за правилно функциониране на веригата.

Предложената самооптимизираща се слънчева енергия верига на зарядно устройство за батерии с конвертор на долар може да се схване с помощта на следното обяснение:

Веригата се състои от три основни етапа, а именно: оптимизатора на слънчево напрежение PWM, използващ няколко IC 555s под формата на IC1 и IC2, усилвател на ток PWM на MOSFET и преобразувател на долар, използващ L1 и свързаните компоненти.

IC1 е монтиран да произвежда честота от около 80 Hz, докато IC2 е конфигуриран като компаратор и PWM генератор.

80 Hz от IC 1 се подава към pin2 на IC2, който използва тази честота за производство на триъгълни вълни през C1 .... които допълнително се сравняват с моментните потенциали на неговия pin5 за оразмеряване на правилните ШИМ на своя pin3.

Потенциалът на pin5, както може да се види на диаграмата, се извлича от слънчевия панел през степен на делител на потенциала и BGT общ ​​колектор stgae.

Предварително настроената позиция с този потенциален разделител първоначално е подходящо регулирана така, че при пиковото напрежение на слънчевия панел изходът от преобразувателя да дава оптимална величина на напрежението, отговаряща на нивото на зареждане на свързаната батерия.

След като горното е настроено, почивката се обработва автоматично от етапа IC1 / IC2.

По време на пиковата слънчева светлина ШИМ се съкращават по подходящ начин, осигурявайки минимално напрежение върху слънчевия панел, като същевременно произвеждат правилното оптимално напрежение за батерията поради наличието на степен на преобразувател (преобразувателният тип на конструкцията е най-ефективният метод за намаляване на източника на напрежение без да се набляга на параметрите на източника)

Сега, когато слънчевата светлина започне да намалява напрежението на зададения делител на потенциала, също започва да пада пропорционално, което се открива при pin5 на IC2 .... при откриване на това постепенно влошаване на напрежението на пробата IC2 започва да разширява PWM, така че изходът на долара е в състояние да поддържа необходимото оптимално напрежение за зареждане на батерията, това означава, че батерията продължава да получава правилното количество енергия независимо от забавящото слънцето осветление.

L1 трябва да бъде оразмерен по подходящ начин, така че да генерира приблизително оптималното ниво на напрежение за батерията, когато слънчевият панел е в пиковата си спецификация или с други думи, когато слънчевата светлина е в най-благоприятното положение за слънчевия панел.

RX е въведен за определяне и ограничаване на максималната граница на тока на зареждане за батерията, може да се изчисли с помощта на следната формула:

Rx = 0,7 x 10 / батерия AH

Как да настроите над самооптимизираща се верига на зарядното устройство за слънчева батерия с верига на преобразувател.

Да предположим, че е избран 24 V пиков соларен панел за зареждане на 12 V батерия, веригата може да бъде настроена, както е указано по-долу:

Първоначално не свързвайте никаква батерия на изхода

Свържете 24 V от външен C / DC адаптер през точките, където трябва да се захранва входът на соларния панел.

Свържете 12 V за веригата IC1 / IC2 от друг AC / DC адаптер.

Регулирайте предварително зададения делител на потенциала 10k, докато се постигне потенциал от около 11,8 V на pin5 на IC2.

След това, чрез някои пробни грешки, променете и оптимизирайте броя на завъртанията на L1, докато се измери 14,5 V през изхода, където батерията трябва да бъде свързана.

Това е всичко! Веригата вече е настроена и готова за използване с предвидения слънчев панел за получаване на оптимизирани високоефективни процедури за зареждане, базирани на ШИМ.

В горното самооптимизираща се схема на зарядно устройство за слънчева батерия с верига на конвертор за долар Опитах се да внедря и извлека противоположно променливо напрежение и изходен ток от веригата по отношение на слънчевата светлина, но по-задълбочено проучване ме накара да осъзная, че всъщност тя не трябва да реагира по-скоро противоположно съответстваща на слънчевата светлина.

Тъй като в MPpT искаме да извлечем максимална мощност по време на пиковия час, като същевременно гарантираме, че натоварването не свива панела и неговата ефективност.

Следващата ревизирана схема сега има по-добър смисъл, нека се опитаме да анализираме дизайна бързо:

В актуализирания по-горе дизайн направих следната важна промяна:

Добавих NPN инвертор на pin3 на IC 2, така че сега ШИМ от IC 2 влияе на MOSFET за извличане на максимална мощност от панела и намалява мощността постепенно, когато слънчевата светлина намалява.

ШИМ импулсите, заедно с преобразувателя, гарантират перфектна съвместимост и максимално извличане на мощност от панела, но намаляват постепенно в отговор на намаляващата интензивност на слънцето.

Въпреки това, горната настройка гарантира един важен аспект, тя осигурява балансирано съотношение на входяща / изходна мощност, което винаги е ключов проблем в MPPT зарядните устройства.

Освен това, в случай че натоварването се опита да извлече прекомерно количество ток, токовият ограничител BC557 незабавно влиза в действие, предотвратявайки нарушаването на безпроблемното функциониране на MPPT чрез спиране на захранването на товара през тези периоди.

Актуализиране

Обмисляне на финализиран дизайн на MPPT верига

След като преминах през строги по-нататъшни оценки, най-накрая бих могъл да заключа, че втората теория, обсъдена по-горе, не може да бъде вярна. Първата теория има повече смисъл, тъй като MPPT има за цел единствено да извлича и преобразува допълнителните волта в ток, който може да бъде достъпен от слънчев панел.

Например, да предположим, че ако слънчевият панел има 10V повече от спецификациите на натоварване, бихме искали да канализираме това допълнително напрежение към преобразувателя на долари чрез ШИМ, така че преобразувателят да може да произведе определеното количество напрежение към товара, без да натоварва на параметрите.

За да се приложи това, ШИМ ще трябва да бъде пропорционално по-тънък, докато слънцето е на върха и освобождава допълнителните волта.

Тъй като обаче слънчевата мощност намалява, ще се наложи да се разширят ШИМ, така че преобразувателят да бъде непрекъснато активиран с оптималното количество мощност за захранване на товара при определената скорост, независимо от интензивността на слънцето.

За да позволят горните процедури да се случват гладко и оптимално, първият дизайн изглежда най-подходящият и този, който може да изпълни правилно горното изискване.

Следователно вторият дизайн може да бъде просто отхвърлен и първият дизайн да бъде финализиран като правилната 555 базирана MPT схема.

Не намерих за подходящо да изтрия втория дизайн, тъй като има различни коментари, които изглежда са свързани с втория дизайн, и премахването му би могло да направи дискусията объркваща за читателите, затова реших да запазя детайлите, както е, и да изясня позиция с това обяснение.