Circuit de chargeur de batterie solaire auto-optimisant

Le message traite d'un simple circuit de chargeur de batterie solaire à auto-optimisation basé sur IC 555 avec un circuit de convertisseur abaisseur qui définit et ajuste automatiquement la tension de charge en réponse aux conditions de lumière du soleil qui s'estompe, et tente de maintenir une puissance de charge optimale pour la batterie, quel que soit le soleil intensités des rayons.

Utilisation d'une conception de convertisseur PWM Buck

Le convertisseur abaisseur PWM attaché assure une conversion efficace afin que le panneau ne soit jamais soumis à des conditions stressantes.

J'ai déjà discuté d'un intéressant Circuit de chargeur solaire de type MPPT basé sur PWM solaire , la conception suivante peut être considérée comme une version améliorée de celle-ci car elle comprend un étage de convertisseur abaisseur rendant la conception encore plus efficace que son homologue précédent.

Remarque: veuillez connecter une résistance 1K entre la broche 5 et la masse de IC2 pour un fonctionnement correct du circuit.

Le solaire auto-optimisant proposé circuit de chargeur de batterie avec le circuit de convertisseur abaisseur peut être saisi à l'aide de l'explication suivante:

Le circuit se compose de trois étapes de base à savoir: l'optimiseur de tension solaire PWM utilisant un couple d'IC ​​555 sous la forme de IC1 et IC2, l'amplificateur de courant mosfet PWM et le convertisseur abaisseur utilisant L1 et les composants associés.

IC1 est configuré pour produire une fréquence d'environ 80 Hz tandis que IC2 est configuré comme comparateur et générateur PWM.

Le 80 Hz de IC 1 est alimenté à la broche2 de IC2 qui utilise cette fréquence pour fabriquer des ondes triangulaires à travers C1 .... qui sont en outre comparées aux potentiels instantanés à sa broche5 pour dimensionner les PWM corrects à sa broche3.

Le potentiel pin5 comme on peut le voir sur le diagramme, est dérivé du panneau solaire à travers un étage diviseur de potentiel et un collecteur commun BJT.

Le préréglage positionné avec ce diviseur de potentiel est initialement ajusté de manière appropriée de sorte qu'à la tension de pointe du panneau solaire, la sortie du convertisseur abaisseur produise l'amplitude optimale de la tension adaptée au niveau de charge de la batterie connectée.

Une fois ce qui précède défini, le repos est géré automatiquement par l'étage IC1 / IC2.

Pendant les pics d'ensoleillement, les PWM sont raccourcis de manière appropriée, ce qui garantit une contrainte minimale sur le panneau solaire tout en produisant la tension optimale correcte pour la batterie en raison de la présence de l'étage de convertisseur abaisseur (une conception de type Buck Boost est la méthode la plus efficace pour réduire une source de tension. sans insister sur les paramètres source)

Maintenant, lorsque la lumière du soleil commence à diminuer, la tension aux bornes du diviseur de potentiel réglé commence également à chuter proportionnellement, ce qui est détecté à la broche5 de IC2 .... lors de la détection de cette détérioration progressive de la tension d'échantillon, IC2 commence à élargir les PWM de sorte que la sortie buck est capable de maintenir la tension de charge optimale requise de la batterie, cela implique que la batterie continue à recevoir la quantité correcte d'énergie indépendamment de l'éclairage retardateur du soleil.

L1 doit être dimensionné de manière appropriée de sorte qu'il génère le niveau de tension optimal approximatif pour la batterie lorsque le panneau solaire est à sa spécification maximale ou en d'autres termes lorsque la lumière du soleil est dans la position la plus favorable pour le panneau solaire.

RX est introduit pour déterminer et limiter la limite de courant de charge maximale pour la batterie, il peut être calculé à l'aide de la formule suivante:

Rx = 0,7 x 10 / batterie AH

Comment configurer le au-dessus du circuit de chargeur de batterie solaire auto-optimisant avec circuit de convertisseur abaisseur.

Supposons qu'un panneau solaire de pointe 24 V soit sélectionné pour charger une batterie 12 V, le circuit peut être configuré comme indiqué ci-dessous:

Au départ, ne connectez aucune batterie à la sortie

Connectez 24 V à partir d'un adaptateur C / DC externe aux points où l'entrée du panneau solaire doit être alimentée.

Connectez un 12 V pour le circuit IC1 / IC2 à partir d'un autre adaptateur CA / CC.

Ajustez le diviseur de potentiel 10k préréglé jusqu'à ce qu'un potentiel d'environ 11,8 V soit atteint à la broche 5 de IC2.

Ensuite, grâce à une erreur d'essai, ajustez et optimisez le nombre de tours de L1 jusqu'à ce qu'un 14,5 V soit mesuré sur la sortie où la batterie doit être connectée.

C'est tout! le circuit est maintenant configuré et prêt à être utilisé avec le panneau solaire prévu pour obtenir des procédures de charge basées sur le buck PWM hautement efficaces.

Au dessus Circuit de chargeur de batterie solaire auto-optimisant avec circuit de convertisseur abaisseur J'ai essayé de mettre en œuvre et d'extraire une tension et une sortie de courant variant de manière opposée du circuit par rapport à la lumière du soleil, mais une enquête plus approfondie m'a fait réaliser qu'en réalité, il ne devrait pas répondre plutôt de manière opposée correspondant à la lumière du soleil.

Parce que dans MPpT, nous voulons extraire une puissance maximale pendant les heures de pointe tout en veillant à ce que la charge ne monopolise pas le panneau et son efficacité.

Le diagramme révisé suivant a maintenant un meilleur sens, essayons d'analyser rapidement la conception:

Dans la conception mise à jour ci-dessus, j'ai apporté le changement important suivant:

J'ai ajouté un inverseur NPN à la broche 3 de IC 2 de sorte que maintenant les PWM de IC 2 influencent le mosfet pour extraire la puissance maximale du panneau et réduisent progressivement la puissance à mesure que la lumière du soleil diminue.

Les impulsions PWM avec le convertisseur abaisseur garantissent une compatibilité parfaite et une extraction de puissance maximale du panneau, mais diminuent progressivement en réponse à la diminution de l'intensité du soleil.

Cependant, la configuration ci-dessus garantit un aspect important, elle garantit un rapport de puissance d'entrée / sortie équilibré qui est toujours un problème clé dans les chargeurs MPPT.

De plus, si la charge tente d'extraire une quantité excessive de courant, le limiteur de courant BC557 entre immédiatement en action, empêchant la perturbation du bon fonctionnement du MPPT en coupant l'alimentation de la charge pendant ces périodes.

Mettre à jour

Contempler la conception finalisée d'un circuit MPPT

Après avoir effectué des évaluations approfondies, je pourrais enfin conclure que la deuxième théorie discutée ci-dessus ne peut pas être correcte. La première théorie a plus de sens car un MPPT est uniquement destiné à extraire et à convertir les volts supplémentaires en courant pouvant être disponible à partir d'un panneau solaire.

Par exemple, supposons que si le panneau solaire avait 10 V de plus que les spécifications de charge, alors nous voudrions canaliser cette tension supplémentaire vers le convertisseur abaisseur via des PWM de sorte que le convertisseur abaisseur soit capable de produire la quantité de tension spécifiée à la charge sans charger aucun des paramètres.

Afin de mettre en œuvre cela, le PWM devrait être proportionnellement plus mince pendant que le soleil était au maximum et libérant les volts supplémentaires.

Cependant, à mesure que la puissance solaire diminuait, les PWM seraient nécessaires pour s'élargir afin que le convertisseur abaisseur soit activé en continu avec la quantité d'énergie optimale pour fournir la charge au taux spécifié quelle que soit l'intensité du soleil.

Pour permettre aux procédures ci-dessus de se dérouler sans heurts et de manière optimale, la première conception semble être la plus appropriée et celle qui pourrait remplir correctement l'exigence ci-dessus.

Par conséquent, la deuxième conception pourrait être simplement rejetée et la première conception finalisée en tant que circuit MPT basé sur 555 correct.

Je n'ai pas trouvé approprié de supprimer le deuxième design car il y a divers commentaires qui semblent être liés au second design, et le supprimer pourrait rendre la discussion confuse pour les lecteurs, j'ai donc décidé de garder les détails tels quels et de clarifier le position avec cette explication.