Kendi Kendini Optimize Eden Solar Pil Şarj Cihazı Devresi

Gönderi, solan güneş ışığı koşullarına yanıt olarak şarj voltajını otomatik olarak ayarlayan ve ayarlayan ve güneşten bağımsız olarak pil için en uygun şarj gücünü korumaya çalışan buck dönüştürücü devresine sahip basit bir IC 555 tabanlı kendi kendini optimize eden güneş pili şarj devresini tartışıyor. ışın yoğunlukları.

Bir PWM Buck Dönüştürücü Tasarımı Kullanma

Ekli PWM buck dönüştürücü, panelin asla stresli koşullara maruz kalmaması için verimli bir dönüşüm sağlar.

Zaten ilginç bir şeyi tartıştım solar PWM tabanlı MPPT tipi solar şarj devresi Aşağıdaki tasarım, tasarımı önceki muadilinden daha verimli kılan bir buck dönüştürücü aşaması içerdiğinden, aynı şeyin yükseltilmiş bir versiyonu olarak kabul edilebilir.

Not: Devrenin doğru çalışması için lütfen pin5 ve IC2 toprağına 1K direnç bağlayın.

Önerilen kendi kendini optimize eden güneş enerjisi pil şarj devresi buck konvertör devresi aşağıdaki açıklama yardımı ile kavranabilir:

Devre üç temel aşamadan oluşur: IC1 ve IC2 biçiminde bir çift IC 555 kullanan PWM güneş voltajı optimize edici, mosfet PWM akım amplifikatörü ve L1 ve ilgili bileşenleri kullanan buck dönüştürücü.

IC1, yaklaşık 80 Hz'lik bir frekans üretecek şekilde donatılırken, IC2 bir karşılaştırıcı ve PWM oluşturucu olarak yapılandırılmıştır.

IC 1'den gelen 80 Hz, C1 .... boyunca üçgen dalgaları üretmek için bu frekansı kullanan IC2'nin pin2'sine beslenir ve bu, pin3'te doğru PWM'leri boyutlandırmak için pimindeki5 anlık potansiyellerle karşılaştırılır.

Diyagramda görülebileceği gibi pin5 potansiyeli, bir potansiyel bölücü aşama ve bir BJT ortak kollektör sapı aracılığıyla güneş panelinden elde edilir.

Bu potansiyel bölücü ile konumlandırılan önceden ayarlanmış, başlangıçta uygun şekilde ayarlanır, öyle ki tepe güneş paneli voltajında, kova dönüştürücüsünden gelen çıktı, bağlı pilin şarj seviyesine uyan optimum voltaj büyüklüğünü üretir.

Yukarıdakiler ayarlandıktan sonra dinlenme, IC1 / IC2 aşaması tarafından otomatik olarak ele alınır.

En yoğun güneş ışığı sırasında, PWM'ler uygun şekilde kısaltılır ve güneş paneli üzerinde minimum gerilimi sağlar, ancak kova dönüştürücü aşamasının varlığından dolayı pil için doğru optimum voltajı üretir (bir güç artırma tipi tasarım, bir voltaj kaynağını azaltmanın en verimli yöntemidir. kaynak parametrelerini vurgulamadan)

Şimdi, güneş ışığı ayarlanan potansiyel bölücüdeki voltajı azaltmaya başladığında, IC2'nin pim 5'inde tespit edilen orantılı olarak düşmeye başlar .... örnek voltajındaki bu kademeli bozulmanın tespit edilmesi üzerine IC2, PWM'leri genişletmeye başlar, böylece buck çıkışı gerekli optimum pil şarj voltajını koruyabilir, bu, pilin güneşin geciktirici aydınlatmasından bağımsız olarak doğru miktarda güç almaya devam ettiği anlamına gelir.

L1, güneş paneli en yüksek spesifikasyonundayken veya başka bir deyişle güneş paneli için en uygun konumda olduğunda pil için yaklaşık optimal voltaj seviyesini oluşturacak şekilde uygun şekilde boyutlandırılmalıdır.

RX, akü için maksimum şarj akımı sınırını belirlemek ve sınırlamak için tanıtılmıştır, aşağıdaki formül yardımıyla hesaplanabilir:

Rx = 0.7 x 10 / Pil AH

Nasıl kurulur Buck dönüştürücü devresi ile kendi kendini optimize eden güneş pili şarj devresinin üstünde.

12 V'luk bir aküyü şarj etmek için 24 V'luk bir tepe güneş panelinin seçildiğini varsayalım, devre aşağıda belirtildiği gibi ayarlanabilir:

Başlangıçta çıkışa herhangi bir pil bağlamayın

Güneş paneli girişinin beslenmesi gereken noktalara harici bir C / DC adaptöründen 24 V bağlayın.

Başka bir AC / DC adaptöründen IC1 / IC2 devresi için 12 V bağlayın.

Potansiyel bölücü 10k ön ayarını, IC2'nin pin5'inde yaklaşık 11,8 V'luk bir potansiyel elde edilene kadar ayarlayın.

Ardından, bazı deneme hatası ince ayarlarıyla ve pilin bağlanması gereken çıkışta 14,5 V ölçülene kadar L1'in dönüş sayısını optimize edin.

Bu kadar! Devre artık ayarlanmış ve optimize edilmiş yüksek verimli PWM kova tabanlı şarj prosedürleri elde etmek için amaçlanan güneş paneli ile kullanılmaya hazırdır.

Yukarıda Buck konvertör devresi ile kendi kendini optimize eden güneş pili şarj devresi Devreden güneş ışığına göre ters yönde değişen voltaj ve akım çıkışı uygulamaya ve çıkarmaya çalıştım, ancak daha derin bir araştırma aslında bunun tersine yanıt vermemesi gerektiğini fark etmemi sağladı. güneş ışığına karşılık gelir.

Çünkü MPpT'de, yükün paneli ve verimliliğini etkilememesini sağlarken, yoğun saatlerde maksimum güç elde etmek istiyoruz.

Aşağıdaki revize edilmiş diyagram şimdi daha iyi bir anlam ifade ediyor, hadi tasarımı hızlı bir şekilde analiz etmeye çalışalım:

Yukarıdaki güncellenmiş tasarımda şu önemli değişikliği yaptım:

IC 2'nin pin3'üne bir NPN invertör ekledim, böylece artık IC 2'den gelen PWM'ler mosfet'i panelden maksimum güç almak için etkiliyor ve güneş ışığı azaldıkça gücü kademeli olarak azaltıyor.

Buck dönüştürücü ile birlikte PWM darbeleri, panelden mükemmel bir uyumluluk ve maksimum güç çıkışı garanti eder, ancak güneşin azalan yoğunluğuna yanıt olarak kademeli olarak azalır.

Bununla birlikte, yukarıdaki kurulum önemli bir noktayı garanti eder, dengeli bir giriş / çıkış gücü oranı sağlar ve bu, MPPT şarj cihazlarında her zaman önemli bir sorun olur.

Ayrıca, yükün aşırı miktarda akım çekmeye çalışması durumunda, BC557 akım sınırlayıcı, bu dönemlerde yüke giden gücü keserek MPPT'nin düzgün işleyişinin bozulmasını önleyerek derhal devreye girer.

Güncelleme

Bir MPPT Devresinin Nihai Tasarımını Düşünmek

Daha ayrıntılı değerlendirmelerden geçtikten sonra, nihayet yukarıda tartışılan ikinci teorinin doğru olamayacağı sonucuna varabildim. İlk teori daha mantıklıdır, çünkü bir MPPT yalnızca fazladan voltları bir güneş panelinden alınabilen akıma çıkarmak ve dönüştürmek içindir.

Örneğin, güneş panelinin yük özelliklerinden 10V daha fazla olduğunu varsayalım, bu ekstra gerilimi PWM'ler aracılığıyla buck dönüştürücüye kanalize etmek isteriz, böylece kova dönüştürücüsü yüke herhangi bir yükleme yapmadan belirtilen miktarda voltaj üretebilir. parametrelerin.

Bunu uygulamak için, PWM'nin güneş tepe noktasındayken ve ekstra voltları serbest bırakırken orantılı olarak daha ince olması gerekir.

Bununla birlikte, güneş gücü azaldıkça, PWM'lerin, güneş yoğunluğuna bakılmaksızın, belirtilen hızda yükü sağlamak için optimum güç miktarıyla sürekli olarak kova dönüştürücünün etkinleştirilmesi için genişletilmesi gerekecektir.

Yukarıdaki prosedürlerin sorunsuz ve en iyi şekilde gerçekleşmesini sağlamak için, ilk tasarım en uygun ve yukarıdaki gerekliliği doğru bir şekilde yerine getirebilecek gibi görünmektedir.

Bu nedenle, ikinci tasarım basitçe atılabilir ve ilk tasarım 555 tabanlı doğru MPT devresi olarak sonlandırılabilir.

İkinci tasarımı silmeyi uygun bulmadım çünkü ikinci tasarımla bağlantılı gibi görünen çeşitli yorumlar var ve onu kaldırmak tartışmayı okuyucular için kafa karıştırıcı hale getirebilir, bu yüzden detayları olduğu gibi tutmaya ve açıklığa kavuşturmaya karar verdim. bu açıklama ile pozisyon.