Слънчеви, вятърни, хибридни вериги за зарядно устройство

Слънчеви, вятърни, хибридни вериги за зарядно устройство

Статията обяснява двойна хибридна схема на зарядно устройство за слънчева и вятърна батерия, използваща евтини и обикновени компоненти.



Идеята е поискана от един от заинтересованите членове на този блог.

Технически спецификации

Добре след обяд, сър, аз проектирам „Слънчева и вятърна регулаторна верига за събиране на енергия“, която има два входа и един изход.
PV слънчевият панел (0-21V DC), а другият вход е вятърна турбина (15V DC).
Веригата трябва да бъде проектирана за зареждане на 12v батерия. изходният ток, който се подава към заредената батерия, не трябва да подава повече от 3,5А.
Моята група и аз са извадили няколко вериги от интернет и са ги симулирали с помощта на pspice, никой от тях не ни дава изходния ток от 3,5 А. моля, сър, можете ли да ни помогнете с примери за схеми, които можем да използваме.





Дизайнът

В един от предишните си публикации въведох подобна концепция, която позволи на батерията да се зарежда едновременно от два източника на енергия като вятър и слънце и без да е необходима каквато и да е ръчна намеса.

Горният дизайн се основава на концепцията за ШИМ и следователно може да бъде малко сложен и труден за оптимизиране за неспециалист или нов любител.



Представената тук схема предлага абсолютно същите характеристики, тоест позволява зареждане на батерия от два различни източника, като същевременно запазва дизайна изключително опростен, ефективен, евтин и безпроблемен.

Нека разберем схемата в детайли с помощта на следното обяснение:

Електрическа схема

Фигурата по-горе показва предложената верига за зарядно устройство за двойни хибридни слънчеви батерии, използваща съвсем обикновени компоненти като opamps и транзистори.

Можем да видим два точно подобни етапа на операционния усилвател, единият от лявата страна на батерията, а другият от дясната страна на батерията.

Лявата част на операционната фаза става отговорна за приемането и регулирането на източника на вятърна енергия, докато дясната фаза на операционната система обработва слънчевата електроенергия за зареждане на единичната обща батерия в средата.

Въпреки че двата етапа изглеждат сходни, режимите на регулиране са различни. Схемата на контролера на вятърната енергия регулира вятърната енергия чрез маневриране или закъснение на излишната енергия към земята, докато етапът на слънчевия процесор прави същото, но чрез намаляване на излишната енергия вместо шунтиране.

Обяснените по-горе два режима са от решаващо значение, тъй като при вятърните генератори, които по същество са алтернатори, се изисква излишната енергия да се шунтира, а не да се прекъсва, така че вътрешната намотка да може да бъде защитена от пренапрежение, което също поддържа скоростта на алтернатора на контролирана скорост.

Това предполага, че концепцията може също да бъде приложена в ELC приложения също.

Как OPAMP е конфигуриран да функционира

Сега нека разследваме функционирането на етапите на операционния усилвател чрез следните точки:

The opamps са конфигурирани като сравнителни където пин # 3 (неинвертиращ вход) се използва като сензорен вход и щифт # 2 (инвертиращ вход) като референтен вход.

Резисторите R3 / R4 са избрани по такъв начин, че при необходимото напрежение за зареждане на батерията, щифт # 3 просто става по-висок от референтното ниво на пин # 2.

Следователно, когато енергията на вятъра се прилага към лявата верига, операционният усилвател проследява напрежението и веднага след като се опита да надвиши зададеното прагово напрежение, щифт # 6 на IC се издига високо, което от своя страна включва транзистора T1.

T1 незабавно късо съединява излишната енергия, ограничавайки напрежението към батерията при желаната безопасна граница. Този процес продължава непрекъснато, като осигурява необходимото регулиране на напрежението на клемите на акумулатора.

Стъпката на операционния усилвател от страната на слънчевия панел също изпълнява същата функция, но тук въвеждането на T2 гарантира, че когато слънчевата енергия е по-висока от зададения праг, T2 продължава да я изключва, като по този начин регулира захранването на батерията при определеното скорост, която предпазва батерията, както и панела от необичайни неефективни ситуации.

R4 от двете страни може да бъде заменен с предварително зададена за улесняване на лесното настройване на праговото ниво на зареждане на батерията.

Текущ етап на управление

Според заявката токът към батерията не трябва да надвишава 3,5 ампера. За да се регулира това, може да се види самостоятелен ограничител на тока, прикрепен с отрицателна батерия.

Показаният по-долу дизайн обаче може да се използва с ток до 10 ампера и за зареждане на батерия до 100 Ah

Този дизайн може да бъде изграден, като се използва следната схема:

R2 може да се изчисли със следната формула:

  • R2 = 0,7 / зареждащ ток
  • мощност на резистора = 0,7 x зареждащ ток

Списък на частите за двойна хибридна верига за зарядно устройство за слънчеви вятри

  • R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
  • Z1, Z2 = 3V или 4.7V, 1/2 вата ценеров диод
  • C1 = 100uF / 25V
  • T1, T2 = TIP142,
  • T3 = BC547
  • D2 = 1N4007
  • Червени светодиоди = 2nos
  • D1 = 10 ампер токоизправител диод или диод на Шотки
  • Opamps = LM358 или друг подобен

Двойна схема на хибридно зарядно DC вход

Подобен втори хибриден дизайн по-долу описва проста идея, която позволява обработката на два различни източника на постояннотокови входове, получени от различни възобновяеми източници.

Тази хибридна схема за обработка на възобновяеми енергийни източници включва и етап на усилващ преобразувател, който ефективно повишава напрежението за необходимите изходни операции като зареждане на батерия. Идеята е поискана от един от заинтересованите читатели на този блог.

Технически спецификации

Здравейте, аз съм студент по финална година инженерство, трябва да внедря хеликоптер с множество входове (интегриран конвертор за усилване buck / buck) за комбиниране на два dc източника (хибриден).

Имам основния модел на веригата, можете ли да ми помогнете да проектирам индуктор, стойности на кондензатора и контролна верига за хеликоптера. Изпратих ви имейл по схемата.

Операция на веригата.

Както е показано на фигурата, секциите IC555 са две идентични ШИМ вериги, позиционирани за захранване на прилежащата верига на преобразувател на двойно входно усилване.

След включване на показаната конфигурация се извършват следните функции:

DC1 може да се приеме като източник с високо DC, например от слънчев панел.

DC2 може да се приеме като източник на постоянен ток под постоянен ток, например от генератор на вятърна турбина.

Ако приемем, че тези източници са включени, съответните MOSFET започват да провеждат тези захранващи напрежения през следващата верига диод / индуктор / капацитет в отговор на ШИМ на портата.

Сега, тъй като ШИМ от двата етапа могат да бъдат настроени с различни скорости на ШИМ, реакцията на превключване също ще се различава в зависимост от горните скорости.

За момента, когато и двата MOSFET-а получат положителен импулс, и двата входа се изхвърлят през индуктора, което води до силно усилване на тока към свързания товар. Диодите ефективно изолират потока на съответните входове към индуктора.

За момента, когато горният MOSFET е включен, докато долният MOSFET е изключен, долният 6A4 става пристрастен напред и позволява на индуктора обратен път в отговор на превключването на горния MOSFET.
По същия начин, когато долният модул е ​​включен, а горният MOSFET е изключен, горният 6A4 осигурява необходимия обратен път за L1 EMF.

Така че в основата си MOSFET-ите могат да бъдат изключени или изключени, независимо от какъвто и да е вид синхронизация, което прави нещата доста лесни и безопасни. Във всеки случай изходното натоварване би получило средната (комбинирана) предвидена мощност от двата входа.

Въвеждането на 1K резистор и диод 1N4007 гарантира, че двата MOSFET-а никога не получават отделен ръб с висок импулс на логиката, въпреки че падащият ръб може да е различен в зависимост от настройката на съответните ШИМ на 555 интегрални схеми.

Индукторът L1 ще трябва да бъде експериментиран, за да се получи желаният тласък на изхода. Различен брой завъртания на 22 SWG супер емайлирани медни проводници могат да бъдат използвани върху феритна пръчка или плоча и изходът да се измерва за необходимото напрежение.

Слънчева, вятърна двойна DC входна хибридна енергийна батерия Зарядно устройство


Предишна: Как работи потенциометър (POT) Напред: Как да идентифицирам спецификациите на компонентите в схеми