Pašoptimizējoša saules bateriju lādētāja ķēde

Šajā ziņojumā ir aplūkota vienkārša, uz sevi optimizējoša saules bateriju lādētāja ķēde ar buka pārveidotāja ķēdi, kas automātiski iestata un pielāgo uzlādes spriegumu, reaģējot uz izbalējošiem saules stariem, un cenšas uzturēt optimālu akumulatora uzlādes jaudu neatkarīgi no saules staru intensitāte.

Izmantojot PWM Buck Converter Design

Pievienots PWM buck pārveidotājs nodrošina efektīvu pārveidošanu, lai panelis nekad netiktu pakļauts stresa apstākļiem.

Es jau apspriedu vienu interesantu saules PWM bāzes MPPT tipa saules lādētāja ķēde , šo dizainu var uzskatīt par tā paša modernizētu versiju, jo tajā ir ietverts buks pārveidotāja posms, kas padara dizainu vēl efektīvāku nekā iepriekšējais kolēģis.

Piezīme. Lūdzu, pievienojiet 1K rezistoru pāri pin5 un IC2 zemei, lai pareizi darbotos ķēde.

Ierosinātā saules optimizējošā enerģija akumulatora lādētāja ķēde ar buck pārveidotāja ķēdi var uztvert, izmantojot šādu paskaidrojumu:

Shēma sastāv no trim pamata posmiem: PWM saules sprieguma optimizētāja, izmantojot pāris IC 555 IC1 un IC2 formā, mosfet PWM strāvas pastiprinātāju un buck pārveidotāju, izmantojot L1 un saistītos komponentus.

IC1 ir izveidots, lai radītu aptuveni 80 Hz frekvenci, savukārt IC2 ir konfigurēts kā salīdzinātājs un PWM ģenerators.

80 Hz no IC 1 tiek novadīts uz IC2 kontaktu 2, kas izmanto šo frekvenci trīsstūra viļņu ražošanai pāri C1 .... ko tālāk salīdzina ar acumirklī esošajiem potenciāliem pie pin5, lai izmērītu pareizos PWM pie pin3.

Pin5 potenciāls, kā redzams diagrammā, tiek iegūts no saules paneļa caur potenciālā dalītāja pakāpi un BJT kopējo kolektoru gaļu.

Iepriekš iestatītais, kas novietots ar šo potenciālo dalītāju, sākotnēji tiek atbilstoši noregulēts tā, ka pie maksimālā saules paneļa sprieguma izejas sprieguma pārveidotājs rada optimālo sprieguma lielumu, kas atbilst pievienotā akumulatora uzlādes līmenim.

Kad iepriekšminētais ir iestatīts, IC1 / IC2 posms automātiski pārvalda atpūtu.

Pīķa saules laikā PWM tiek atbilstoši saīsināti, nodrošinot minimālu spriedzi uz saules paneļa, tomēr akumulatora pārveidotāja pakāpes klātbūtnes dēļ akumulatoram rada pareizu optimālo spriegumu (Buck boost tipa konstrukcija ir visefektīvākā metode sprieguma avota samazināšanai) neuzsverot avota parametrus)

Tagad, kad saules gaisma sāk mazināt spriegumu visā iestatītajā potenciāla dalītājā, tas arī sāk proporcionāli samazināties, kas tiek atklāts pie IC2 pin5. spēj uzturēt nepieciešamo optimālo akumulatora uzlādes spriegumu, tas nozīmē, ka akumulators turpina saņemt pareizo enerģijas daudzumu neatkarīgi no saules kavējošā apgaismojuma.

L1 vajadzētu būt atbilstoši izmērītam tā, lai tas ģenerētu aptuveno optimālo sprieguma līmeni akumulatoram, kad saules panelis ir visaugstākajā līmenī vai, citiem vārdiem sakot, ja saules gaisma atrodas saules paneļam vislabvēlīgākajā stāvoklī.

RX tiek ieviests, lai noteiktu un ierobežotu akumulatora maksimālās uzlādes strāvas robežu, to var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

Rx = 0,7 x 10 / AH akumulators

Kā izveidot virs sevis optimizējošas saules bateriju lādētāja ķēdes ar buka pārveidotāja ķēdi.

Pieņemsim, ka 12 V akumulatora uzlādēšanai ir izvēlēts 24 V maksimālais saules panelis, ķēdi var iestatīt, kā norādīts zemāk:

Sākumā pie izejas nepievienojiet nevienu akumulatoru

Pievienojiet 24 V no ārēja C / DC adaptera pāri punktiem, kur nepieciešama saules paneļa ieejas padeve.

Pievienojiet 12 V strāvas ķēdei IC1 / IC2 no cita maiņstrāvas / līdzstrāvas adaptera.

Pielāgojiet potenciāla dalītāja 10k sākotnējo iestatījumu, līdz IC2 pin5 tiek sasniegts potenciāls aptuveni 11,8 V.

Pēc tam, veicot izmēģinājuma kļūdu, pielabojiet un optimizējiet L1 pagriezienu skaitu, līdz izejā, kur nepieciešams pieslēgt akumulatoru, tiek mērīts 14,5 V.

Tas ir viss! ķēde tagad ir iestatīta un gatava lietošanai kopā ar paredzēto saules bateriju, lai iegūtu optimizētas, ļoti efektīvas PWM buck balstītas uzlādes procedūras.

Iepriekš pašoptimizējoša saules bateriju lādētāja ķēde ar sprieguma pārveidotāja shēmu Esmu mēģinājis ieviest un izvilkt pretēji mainīgu sprieguma un strāvas izvadi no ķēdes attiecībā pret saules gaismu, tomēr padziļināta izpēte man lika saprast, ka patiesībā tam nevajadzētu reaģēt pretēji, drīzāk kas atbilst saules gaismai.

Tā kā MPpT mēs vēlamies iegūt maksimālo jaudu pīķa stundā, vienlaikus nodrošinot arī to, ka slodze neapdraud paneli un tā efektivitāti.

Šī pārskatītā diagramma tagad ir labāka, mēģināsim ātri analizēt dizainu:

Iepriekš atjauninātajā dizainā esmu veicis šādas svarīgas izmaiņas:

Esmu pievienojis NPN invertoru IC 2 pin3, lai tagad IC 2 PWM ietekmētu mosfet, lai iegūtu maksimālu jaudu no paneļa, un pakāpeniski samazina jaudu, kad saules gaisma mazinās.

PWM impulsi kopā ar sprādzes pārveidotāju garantē nevainojamu saderību un maksimālu enerģijas iegūšanu no paneļa, bet pakāpeniski samazinās, reaģējot uz saules intensitātes samazināšanos.

Tomēr iepriekšminētais iestatījums pārliecinās par vienu svarīgu aspektu, tas nodrošina līdzsvarotu ieejas / izejas jaudas attiecību, kas vienmēr ir galvenā problēma MPPT lādētājos.

Ja gadījumā, ja slodze mēģina iegūt pārmērīgu strāvas daudzumu, BC557 strāvas ierobežotājs nekavējoties iedarbojas, novēršot MPPT vienmērīgas darbības traucējumus, pārtraucot slodzes strāvu šajos periodos.

Atjaunināt

Pārdomājot MPPT shēmas pabeigto dizainu

Pēc stingru turpmāku novērtējumu veikšanas es beidzot varētu secināt, ka otrā iepriekš apspriestā teorija nevar būt pareiza. Pirmajai teorijai ir jēga, jo MPPT ir domāts tikai papildu voltu iegūšanai un pārveidošanai strāvā, kas var būt pieejama no saules paneļa.

Piemēram, pieņemsim, ka, ja saules bateriju panelim būtu par 10 V vairāk nekā slodzes parametri, tad mēs vēlētos šo papildu spriegumu novirzīt uz sprieguma pārveidotāju caur PWM, lai sprieguma pārveidotājs spētu radīt noteiktu slodzes sprieguma daudzumu, neuzkraujot no parametriem.

Lai to īstenotu, PWM vajadzētu būt proporcionāli plānākam, kamēr saule bija maksimumā un atbrīvoja papildu volti.

Tomēr, samazinoties saules jaudai, PWM būtu jāpaplašina tā, lai sprieguma pārveidotāju nepārtraukti iespējotu ar optimālu enerģijas daudzumu slodzes piegādei ar norādīto ātrumu neatkarīgi no saules intensitātes.

Lai iepriekš minētās procedūras notiktu raiti un optimāli, šķiet, ka pirmais dizains ir vispiemērotākais un tas, kas varētu pareizi izpildīt iepriekš minētās prasības.

Tāpēc otro dizainu varēja vienkārši izmest, un pirmais dizains tika pabeigts kā pareizā 555 bāzes MPT shēma.

Es neuzskatīju par lietderīgu dzēst otro dizainu, jo ir dažādi komentāri, kas, šķiet, ir saistīti ar otro dizainu, un tā noņemšana var padarīt lasītāju mulsinošu, tāpēc es nolēmu paturēt detaļas tādas, kādas tās ir, un precizēt nostāju ar šo skaidrojumu.