Selvoptimaliserende solbatteriladerkrets

Innlegget diskuterer en enkel IC 555-basert selvoptimaliserende batteriladerkrets med kretsomformerkrets som automatisk stiller inn og justerer ladespenningen som svar på de falmende sollysforholdene, og prøver å opprettholde en optimal ladekraft for batteriet, uavhengig av solen stråleintensiteter.

Bruke et PWM Buck Converter-design

Den vedlagte PWM-bukkomformeren sørger for en effektiv konvertering slik at panelet aldri utsettes for belastende forhold.

Jeg har allerede diskutert en interessant PWM-basert solcellekrets for MPPT-type , kan følgende design betraktes som en oppgradert versjon av det samme som det inkluderer et buck converter-trinn som gjør designet enda mer effektivt enn den forrige motparten.

Merk: Vennligst koble en 1K motstand over pin5 og jord på IC2 for at kretsen skal fungere korrekt.

Den foreslåtte selvoptimaliserende solenergien batteriladerkrets med krets omformer kan forstås ved hjelp av følgende forklaring:

Kretsen består av tre grunnleggende trinn, nemlig: PWM solspenningsoptimeringsapparat som bruker par IC 555 i form av IC1 og IC2, mosfet PWM strømforsterker og bukkomformeren ved bruk av L1 og tilhørende komponenter.

IC1 er rigget for å produsere en frekvens på omtrent 80 Hz mens IC2 er konfigurert som en komparator og PWM-generator.

80 Hz fra IC 1 blir matet til pin2 av IC2 som bruker denne frekvensen for å produsere trekantbølger over C1 .... som sammenlignes videre med de øyeblikkelige potensialene ved pin5 for dimensjonering av de riktige PWM-ene på pin3.

Pin5-potensialet, som det fremgår av diagrammet, er avledet fra solcellepanelet gjennom et potensielt skilletrinn og en BJT-kollektorstgae.

Forhåndsinnstillingen som er plassert med denne potensielle skillelinjen, justeres innledningsvis riktig slik at ved topp solpanelspenning produserer utgangen fra bukkomformeren den optimale størrelsen på spenningen som passer til det tilkoblede batteriets ladningsnivå.

Når det ovennevnte er angitt, blir resten håndtert automatisk av IC1 / IC2-trinnet.

I topp sollys blir PWM-en passende forkortet og sørger for minimal belastning på solcellepanelet, men produserer likevel den riktige optimale spenningen for batteriet på grunn av tilstedeværelsen av bukkomformerstadiet (en buck boost-type er den mest effektive metoden for å redusere en spenningskilde uten å understreke kildeparametrene)

Når sollyset begynner å avta, begynner også spenningen over den innstilte potensialdeleren å falle proporsjonalt, som blir oppdaget ved pin5 på IC2 ... når det oppdages denne gradvise forverringen av prøvespenningen begynner IC2 å utvide PWM-ene slik at bukkutgangen er i stand til å opprettholde den nødvendige optimale batteriladespenningen, dette innebærer at batteriet fortsetter å motta riktig mengde strøm uavhengig av solens forsinkende belysning.

L1 bør dimensjoneres på passende måte slik at den genererer det omtrentlige optimale spenningsnivået for batteriet når solcellepanelet er på toppspesifikasjon eller med andre ord når sollyset er i den gunstigste posisjonen for solcellepanelet.

RX er introdusert for å bestemme og begrense den maksimale ladestrømgrensen for batteriet, den kan beregnes ved hjelp av følgende formel:

Rx = 0,7 x 10 / Batteri AH

Hvordan sette opp over selvoptimaliserende solcelleladerkrets med krets for omformer.

Anta at et 24 V topp solcellepanel er valgt for lading av et 12 V batteri, kan kretsen stilles inn som beskrevet nedenfor:

Først må du ikke koble noe batteri til utgangen

Koble til 24 V fra en ekstern C / DC-adapter på tvers av punktene der det kreves mating av solpanelinngangen.

Koble en 12 V for IC1 / IC2-kretsen fra en annen AC / DC-adapter.

Juster potensialdeleren 10k forhåndsinnstilt til et potensial på rundt 11,8 V oppnås ved pin5 på IC2.

Deretter, gjennom noen prøvefeil, juster og optimaliser antall omdreininger på L1 til en 14,5 V måles over utgangen der batteriet må kobles til.

Det er alt! kretsen er nå satt og klar til bruk med det tiltenkte solcellepanelet for å få en optimalisert, høyeffektiv PWM-bukkbasert ladeprosedyre.

I ovennevnte selvoptimaliserende solcelleladerkrets med krets omformerkrets Jeg har prøvd å implementere og trekke ut en motsatt varierende spenning og strømutgang fra kretsen i forhold til sollyset, men en dypere undersøkelse fikk meg til å innse at det egentlig ikke burde svare motsatt heller tilsvarende sollyset.

Fordi vi i MPpT ønsker å trekke ut maksimal kraft i løpet av peak time, samtidig som vi sørger for at lasten ikke hogger panelet og dets effektivitet.

Følgende reviderte diagram gir nå bedre mening, la oss prøve å analysere designet raskt:

I den oppdaterte designen ovenfor har jeg gjort følgende viktige endringer:

Jeg har lagt til en NPN-omformer ved pin3 på IC 2, slik at nå PWM-ene fra IC 2 påvirker mosfet for å trekke ut maksimal kraft fra panelet og reduserer kraften gradvis når sollyset avtar.

PWM-pulser sammen med bukkomformeren garanterer perfekt kompatibilitet og maksimal kraftuttak fra panelet, men avtar gradvis som svar på solens avtagende intensitet.

Ovennevnte oppsett sørger imidlertid for et viktig aspekt, det sikrer et balansert inngangs- / utgangsforhold som alltid er et sentralt tema i MPPT-ladere.

Videre, hvis lasten prøver å trekke ut for mye strøm, kommer BC557-strømbegrenseren umiddelbart til handling og forhindrer forstyrrelse av MPPTs smidige funksjon ved å kutte strømmen til lasten i disse periodene.

Oppdater

Vurderer den endelige utformingen av en MPPT-krets

Etter å ha gått gjennom grundige videre vurderinger, kunne jeg endelig konkludere med at den andre teorien som er diskutert ovenfor ikke kan være riktig. Den første teorien er mer fornuftig siden en MPPT kun er ment å trekke ut og konvertere ekstra volt til strøm som kan være tilgjengelig fra et solcellepanel.

Anta for eksempel at hvis solcellepanelet hadde 10V mer enn belastningsspesifikasjonene, ville vi ønske å kanalisere denne ekstra spenningen til bukkomformeren gjennom PWM, slik at bukkomformeren er i stand til å produsere den spesifiserte mengden spenning til lasten uten å laste noen av parametrene.

For å implementere dette, må PWM være proporsjonalt tynnere mens solen var på topp og frigjøre ekstra volt.

Imidlertid, etter hvert som solkraften ble redusert, ville PWM-ene være nødt til å utvide seg slik at bukkomformeren kontinuerlig ble aktivert med den optimale mengden kraft for å forsyne lasten med den angitte hastigheten, uavhengig av solintensiteten.

For å la de ovennevnte prosedyrene skje jevnt og optimalt, ser det ut til at den første designen er den mest passende og den som kan oppfylle ovennevnte krav riktig.

Derfor kan den andre designen bare kastes og den første designen avsluttes som riktig 555-basert MPT-krets.

Jeg fant det ikke hensiktsmessig å slette det andre designet fordi det er forskjellige kommentarer som ser ut til å være knyttet til det andre designet, og hvis du fjerner det, kan diskusjonen være forvirrende for leserne, derfor bestemte jeg meg for å beholde detaljene som de er og avklare posisjon med denne forklaringen.