Слънчева схема за зарядно устройство

Статията обсъжда изчерпателно MPPT базирана интелигентна схема за зарядно устройство за слънчеви клетки. Идеята е поискана от един от запалените читатели на този блог.

Технически спецификации

Аз съм студент в последната година по електричество и електроника. Заглавието на последната ми година е интелигентно слънчево зарядно устройство за клетъчни телефони. Надявах се сър да ми помогне как да направя слънчевото зарядно устройство интелигентно.

Нещо, на което попаднах, използваше потребителски интерфейс, като например, доведе, за да информира потребителя дали слънчевата радиация е достатъчна за зареждане на зарядното устройство или нещо подобно. Но не съм сигурен как ще изглежда веригата и какви компоненти са необходими. Надявайки се на съдействие от сър.

Мислех да използвам потребителски интерфейс, за да направя слънчевото зарядно устройство „умно“. С функция, информираща потребителя дали количеството слънчева светлина е достатъчно за ефективно зареждане. Например, ако лъчението на светлината е твърде ниско, потребителят ще бъде информиран чрез светещ светодиод или екран на дисплея.

И когато слънчевото зарядно устройство е напълно заредено, светва светодиод, който информира потребителя, че соларното зарядно устройство е готово за употреба.

Това е, което съм мислил за развитието досега, сър. Но не съм сигурен за сложността му, затова съм отворен за всяко ново предложение за подобряване на този дизайн.

Също така прочетох някои статии в блога на сър относно mppt. Не съм сигурен дали трябва да обмисля добавянето на това към този дизайн, тъй като не съм запознат със сложността на изграждането на тази схема.

Аз трябва да разработя a преносимо интелигентно слънчево зарядно за клетъчни телефони . Затова обмислях използването на потребителски интерфейс за информиране на потребителите като „интелигентен“ метод. Надявайки се, че сър може да ми помогне с развитието на тази схема. Също така съм отворен за всякакви нови предложения, сър.

Благодаря ви за бързата обратна връзка и аз искрено оценявам вашата помощ, сър.

Приятен ден сър.

Дизайнът

Позовавайки се на горната схема за интелигентно слънчево зарядно устройство, дизайнът може да бъде разделен на три основни етапа:

1) базиран на MOSFET конвертор за долар сцена.

2) Нестабилната степен IC 555 и

3) На базата на opamp слънчев тракер MPPT сцена.

Етапите са проектирани да работят по следния начин:

Основният преобразувател се състои от P-канален MOSFET, диод с бърза реакция и индуктор. Този етап е включен, за да се постигне желаното количество понижено напрежение с максимална ефективност, тъй като загубите под формата на топлина и други параметри са минимални при използване на топология на долара.

Сцената IC 555

Стъпката IC 555 е оборудвана, за да генерира честота за MOSFET на преобразувателя, а също и като регулатор на постоянно напрежение чрез своя контролен щифт5. BJT на основата си pin5 и изключва честотата на преобразувателя, всеки път, когато получава базов сигнал за задействане или от етапа на трафика на opamp, или от обратната връзка, зададена през изхода на преобразувателя на buck чрез 10k предварително зададена.

Стигайки до етапа на операционния усилвател, неговите входове могат да се видят конфигурирани по такъв начин, че потенциалът при инвертиращия вход на интегралната схема да остане щипка по-висок от неговия неинвертиращ вход поради наличието на трите падащи диода 1N4148.

Предварително зададената 10k е настроена така, че при пиково напрежение пробното слънчево напрежение на pin2 да се поддържа малко по-ниско от захранващото напрежение на pin7, това е от съществено значение, тъй като входното захранване не трябва да бъде по-високо от захранващото напрежение на IC съгласно стандартните правила и спецификациите на IC.

В горната ситуация изходният пин6 на операционния усилвател се поддържа с нулев потенциал поради по-ниския потенциал на пин3 от пин2.

Оптимизацията на MPPT

При оптимални условия на натоварване, когато спецификацията на напрежението на товара е равна на номиналното напрежение на соларния панел, панелът автоматично работи с максимална ефективност и проследяващото устройство на opamp остава неподвижно, но в случай, че се усети ненадминато или несъвместимо претоварване, напрежението на панела има тенденция да се изтегли надолу с нивото на напрежение на товара.

Ситуацията се проследява на pin2, който също изпитва пропорционално спадане на напрежението, но потенциалът на pin3 остава стабилен и неподвижен поради наличието на кондензатор 10uF, до момента, в който потенциалът pin2 има тенденция да спада под 3 диодния спад, поставен през pin3 . Pin3 сега започва да става свидетел на нарастващ потенциал от pin2, който мигновено дава високо на pin6 на IC.

Горният максимум на pin6 изпраща спусък в основата на транзистора BC547, разположен през pin5 на IC555. Това принуждава астабила да се самоизключва и да извежда изхода, което от своя страна прави натоварването неефективно, възстановявайки нормалността на панела и етапа на трафика на opamp ... цикълът продължава да се превключва бързо, осигурявайки оптимизирано напрежение за товара, както и оптимизирано натоварване за панела, така че напрежението му никога да не падне под критичната зона на „коляното“.

Индукторът на степента на преобразувателя може да бъде изграден с помощта на 22 SWG магнитни проводници, с около 20 завъртания върху всяка подходяща феритна сърцевина.

Предварително зададената настройка 10k може да се използва за регулиране на напрежението на гърба до необходимите нива според спецификациите на товара.

Как да настроите веригата

След като бъде построено, обясненото по-горе интелигентно слънчево зарядно устройство може да бъде настроено със следните процедури:

1) Не свързвайте никакъв товар на изхода.

2) Приложете външен постоянен ток (много нисък ток) през входа на веригата, където панелът е предназначен да бъде закачен. Този постоянен ток трябва да бъде на ниво, приблизително равно на избраните спецификации на пиково напрежение на панела.

3) Регулирайте 10k предварително зададена настройка на операционния усилвател така, че потенциалът на pin2 да стане малко по-нисък от потенциала на pin7 на IC.

4) След това настройте останалите 10k предварително зададени така, че изходът от преобразувателя да създаде напрежение, точно равно на предвиденото напрежение на натоварване. Ако това е мобилен телефон, който трябва да се зареди, напрежението може да бъде настроено на 5V, за литиево-йонна клетка - на 4.2V и т.н.

4) Накрая свържете фиктивен товар, който може да има номинално работно напрежение много по-ниско от входния DC, но по-висок ток от входния DC .... и проверете общата реакция от веригата.

Веригата трябва да даде следните резултати:

С подаването на pin6, свързано с pin5 BJT на IC 555, DC не трябва да показва спад от повече от 2V от действителната му величина. Това означава, че ако входният постоянен ток е 15V и натоварването е 6V, падането през входния постоянен ток може да се наблюдава не по-голямо от 13V.

Обратно при изключен щифт 6, това трябва да падне и да се подравни в съответствие с напрежението на товара, т.е. ако DC е 15V и натоварването е 6V, може да се види, че входният DC пада при 6V.

Горните резултати биха потвърдили правилното и оптимално функциониране на предложената схема за интелигентно зарядно устройство за слънчеви клетки.

Етапите трябва да бъдат изградени, тествани, потвърдени поетапно и след това интегрирани заедно.