Litar Pengecas Bateri Suria yang Mengoptimumkan Sendiri

Posting ini membincangkan rangkaian pengecas bateri suria yang dioptimumkan sendiri berdasarkan IC 555 dengan litar penukar buck yang secara automatik menetapkan dan menyesuaikan voltan pengisian sebagai tindak balas kepada keadaan cahaya matahari yang semakin pudar, dan cuba mengekalkan daya pengisian yang optimum untuk bateri, tanpa mengira cahaya matahari intensiti sinar.

Menggunakan Reka Bentuk PWM Buck Converter

Penukar buck PWM yang dilampirkan memastikan penukaran yang cekap sehingga panel tidak pernah mengalami keadaan tertekan.

Saya telah membincangkan satu yang menarik litar pengecas solar jenis MPPT berasaskan PWM solar , reka bentuk berikut dapat dianggap sebagai versi yang ditingkatkan yang sama kerana merangkumi tahap penukar buck menjadikan reka bentuk lebih efisien daripada rakan sebelumnya.

Catatan: Sambungkan perintang 1K merentasi pin5 dan ground IC2 untuk fungsi litar yang betul.

Cadangan solar yang mengoptimumkan diri litar pengecas bateri dengan litar penukar buck boleh dicengkam dengan bantuan penjelasan berikut:

Litar ini terdiri daripada tiga peringkat asas: pengoptimum voltan solar PWM menggunakan beberapa IC 555 dalam bentuk IC1 dan IC2, penguat arus mosfet PWM dan penukar buck menggunakan L1 dan komponen yang berkaitan.

IC1 dipasang untuk menghasilkan frekuensi sekitar 80 Hz sementara IC2 dikonfigurasi sebagai pembanding dan penjana PWM.

80 Hz dari IC 1 diumpankan ke pin2 IC2 yang menggunakan frekuensi ini untuk pembuatan gelombang segitiga melintasi C1 .... yang lebih jauh dibandingkan dengan potensi sesaat di pin5nya untuk dimensi PWM yang betul pada pin3nya.

Potensi pin5 seperti yang dapat dilihat dalam rajah, berasal dari panel suria melalui tahap pembahagi berpotensi dan stgae pengumpul biasa BJT.

Pratetap yang diposisikan dengan pembahagi berpotensi ini pada awalnya disesuaikan dengan tepat sehingga pada puncak panel solar voltan output dari penukar buck menghasilkan magnitud voltan optimum yang sesuai dengan tahap pengisian bateri yang disambungkan.

Setelah perkara di atas ditetapkan, rehat ditangani secara automatik oleh tahap IC1 / IC2.

Semasa cahaya matahari puncak, PWM dipendekkan dengan tepat memastikan tekanan minimum pada panel suria namun menghasilkan voltan optimum yang betul untuk bateri kerana adanya tahap penukar buck (jenis reka bentuk buck buck adalah kaedah paling berkesan untuk mengurangkan sumber voltan tanpa menekankan parameter sumber)

Sekarang, ketika cahaya matahari mulai berkurang voltan melintasi set pembahagi yang berpotensi juga mulai turun secara proporsional yang dikesan pada pin5 dari IC2 .... ketika mengesan kemerosotan voltan sampel ini secara bertahap IC2 mula melebarkan PWM sehingga output buck mampu mengekalkan voltan pengisian bateri optimum yang diperlukan, ini menunjukkan bahawa bateri terus menerima jumlah daya yang betul tanpa mengira pencahayaan yang terik matahari.

L1 harus dimensi dengan tepat sehingga menghasilkan tahap voltan optimum bagi bateri ketika panel suria berada pada spesifikasi puncaknya atau dengan kata lain ketika cahaya matahari berada pada posisi yang paling baik untuk panel suria.

RX diperkenalkan untuk menentukan dan mengehadkan had arus pengecasan maksimum bateri, ia mungkin dikira dengan bantuan formula berikut:

Rx = 0.7 x 10 / Bateri AH

Cara menubuhkan di atas litar pengecas bateri solar yang mengoptimumkan diri dengan litar penukar buck.

Katakan panel suria puncak 24 V dipilih untuk mengecas bateri 12 V, litar boleh diset seperti yang diarahkan di bawah:

Mula-mula jangan sambungkan bateri pada output

Sambungkan 24 V dari penyesuai C / DC luaran melintasi titik di mana input panel solar diperlukan untuk diberi makan.

Sambungkan 12 V untuk litar IC1 / IC2 dari penyesuai AC / DC yang lain.

Laraskan pratetap pembahagi 10k sehingga potensi sekitar 11.8 V dicapai pada pin5 IC2.

Seterusnya, melalui beberapa ralat percubaan mengubah dan mengoptimumkan bilangan putaran L1 sehingga 14.5 V diukur di seluruh output di mana bateri diperlukan untuk disambungkan.

Itu sahaja! litar sekarang sudah siap dan siap digunakan dengan panel suria yang dimaksudkan untuk mendapatkan prosedur pengisian berasaskan PWM cekap yang dioptimumkan.

Di atas litar pengecas bateri solar yang mengoptimumkan sendiri dengan litar penukar buck Saya telah berusaha menerapkan dan mengeluarkan voltan dan output arus yang berlainan dari litar berkenaan dengan cahaya matahari, namun penyelidikan yang lebih mendalam membuat saya menyedari bahawa sebenarnya ia tidak seharusnya bertindak balas sebaliknya sepadan dengan cahaya matahari.

Kerana dalam MPpT kami ingin mengekstrak daya maksimum pada waktu puncak sambil memastikan bahawa beban tidak membebankan panel dan kecekapannya.

Gambar rajah yang disemak berikut kini lebih masuk akal, mari cuba menganalisis reka bentuk dengan cepat:

Dalam reka bentuk yang dikemas kini di atas, saya telah membuat perubahan penting berikut:

Saya telah menambahkan penyongsang NPN pada pin3 dari IC 2 sehingga sekarang PWM dari IC 2 mempengaruhi mosfet untuk mengeluarkan kuasa maksimum dari panel dan mengurangkan daya secara beransur-ansur ketika cahaya matahari berkurang.

Denyut PWM bersama dengan penukar buck menjamin keserasian yang sempurna dan pengekstrakan daya maksimum dari panel, tetapi berkurang secara beransur-ansur sebagai tindak balas terhadap intensiti matahari yang semakin berkurang.

Walau bagaimanapun, susunan di atas memastikan tentang satu aspek penting, ia memastikan nisbah kuasa input / output yang seimbang yang selalu menjadi isu utama dalam pengecas MPPT.

Lebih jauh lagi jika jika beban berusaha mengeluarkan arus yang berlebihan, penghad arus BC557 segera bertindak mencegah gangguan fungsi MPPT yang lancar dengan memotong daya ke beban selama jangka waktu tersebut.

Kemas kini

Merenungkan Reka Bentuk Akhir Litar MPPT

Setelah melalui penilaian lebih mendalam, saya akhirnya dapat menyimpulkan bahawa teori kedua yang dibincangkan di atas tidak betul. Teori pertama lebih masuk akal kerana MPPT dimaksudkan semata-mata untuk mengekstrak dan menukar voltan tambahan menjadi arus yang mungkin tersedia dari panel solar.

Sebagai contoh andaikan jika panel solar mempunyai 10V lebih banyak daripada spesifikasi beban, maka kita ingin menyalurkan voltan tambahan ini ke penukar buck melalui PWM sehingga penukar buck dapat menghasilkan jumlah voltan yang ditentukan ke beban tanpa memuat parameter.

Untuk melaksanakannya, PWM harus lebih kurus secara proporsional ketika matahari berada di puncak dan melepaskan voltan ekstra.

Namun, ketika daya matahari berkurang, PWM diperlukan untuk memperluas sehingga penukar buck terus diaktifkan dengan jumlah daya yang optimum untuk membekalkan beban pada kadar yang ditentukan tanpa mengira intensitas matahari.

Untuk membolehkan prosedur di atas berlaku dengan lancar dan optimum, reka bentuk pertama nampaknya paling sesuai dan yang dapat memenuhi syarat di atas dengan betul.

Oleh itu, reka bentuk kedua hanya boleh dibuang dan reka bentuk pertama diselesaikan sebagai litar MPT berasaskan 555 yang betul.

Saya merasa tidak sesuai untuk menghapus reka bentuk kedua kerana terdapat pelbagai komen yang nampaknya ada kaitan dengan reka bentuk kedua, dan menghapusnya dapat membuat perbincangan membingungkan para pembaca, oleh itu saya memutuskan untuk menyimpan butiran sebagaimana adanya dan menjelaskan kedudukan dengan penjelasan ini.