A postagem discute um circuito carregador de bateria solar de auto-otimização baseado em IC 555 simples com circuito conversor de Buck que define e ajusta automaticamente a tensão de carga em resposta às condições de luz solar desbotada e tenta manter uma potência de carga ideal para a bateria, independentemente do sol intensidades de raio.
Usando um Design de Conversor PWM Buck
O conversor PWM buck anexado garante uma conversão eficiente para que o painel nunca seja submetido a condições estressantes.
Eu já discuti um interessante circuito de carregador solar tipo MPPT baseado em PWM solar , o projeto a seguir pode ser considerado uma versão atualizada do mesmo, pois inclui um estágio de conversor buck, tornando o projeto ainda mais eficiente do que a contraparte anterior.
Nota: Conecte um resistor de 1K através do pino 5 e aterramento do IC2 para o funcionamento correto do circuito.
A proposta solar de auto-otimização circuito carregador de bateria com circuito conversor de Buck pode ser compreendido com a ajuda da seguinte explicação:
O circuito consiste em três estágios básicos, a saber: o otimizador de tensão solar PWM usando um par de IC 555s na forma de IC1 e IC2, o amplificador de corrente PWM mosfet e o conversor buck usando L1 e os componentes associados.
IC1 é preparado para produzir uma frequência de cerca de 80 Hz, enquanto IC2 é configurado como um comparador e gerador PWM.
Os 80 Hz do IC 1 são alimentados ao pino 2 do IC2, que utiliza essa frequência para a fabricação de ondas triangulares em C1 ... que são posteriormente comparadas com os potenciais instantâneos em seu pino 5 para dimensionar os PWMs corretos em seu pino 3.
O potencial pin5, como pode ser visto no diagrama, é derivado do painel solar por meio de um estágio divisor de potencial e um coletor comum BJT stgae.
A predefinição posicionada com esse divisor de potencial é inicialmente ajustada de forma apropriada de modo que no pico da tensão do painel solar a saída do conversor Buck produza a magnitude ideal de tensão adequada ao nível de carga da bateria conectada.
Uma vez que o acima é definido, o descanso é tratado automaticamente pelo estágio IC1 / IC2.
Durante o pico da luz solar, os PWMs são encurtados de forma adequada, garantindo o mínimo de estresse no painel solar, mas produzindo a voltagem ideal correta para a bateria devido à presença do estágio do conversor Buck (um tipo de projeto do tipo Buck boost é o método mais eficiente de reduzir uma fonte de voltagem sem estressar os parâmetros da fonte)
Agora, conforme a luz do sol começa a diminuir, a tensão através do divisor de potencial definido também começa a cair proporcionalmente, o que é detectado no pino 5 de IC2 .... ao detectar esta deterioração gradual da tensão de amostra, IC2 começa a alargar os PWMs de modo que a saída de dólar é capaz de manter a tensão de carga ideal da bateria necessária, isso implica que a bateria continua a receber a quantidade correta de energia, independentemente da iluminação retardada do sol.
L1 deve ser dimensionado apropriadamente de modo que gere o nível de tensão ideal aproximado para a bateria quando o painel solar está em sua especificação de pico ou em outras palavras, quando a luz do sol está na posição mais favorável para o painel solar.
RX é introduzido para determinar e restringir o limite máximo de corrente de carga da bateria, pode ser calculado com a ajuda da seguinte fórmula:
Rx = 0,7 x 10 / Bateria AH
Como configurar o Acima do circuito do carregador de bateria solar de otimização automática com circuito conversor de Buck.
Suponha que um painel solar de pico de 24 V seja selecionado para carregar uma bateria de 12 V, o circuito pode ser configurado conforme as instruções abaixo:
Inicialmente, não conecte nenhuma bateria na saída
Conecte 24 V de um adaptador C / CC externo nos pontos onde a entrada do painel solar deve ser alimentada.
Conecte um 12 V para o circuito IC1 / IC2 de outro adaptador AC / DC.
Ajuste o divisor de potencial predefinido de 10k até que um potencial de cerca de 11,8 V seja alcançado no pino 5 do IC2.
Em seguida, por meio de algum erro de tentativa, ajuste e otimize o número de voltas de L1 até que um 14,5 V seja medido na saída onde a bateria deve ser conectada.
Isso é tudo! o circuito agora está configurado e pronto para ser usado com o painel solar pretendido para obter procedimentos de carregamento otimizados e altamente eficientes com base no buck PWM.
No acima circuito carregador de bateria solar de auto-otimização com circuito conversor de buck Eu tentei implementar e extrair uma saída de tensão e corrente de variação oposta do circuito em relação à luz do sol, no entanto, uma investigação mais profunda me fez perceber que na verdade ele não deveria estar respondendo de forma oposta, em vez correspondendo à luz do sol.
Porque no MPpT queremos extrair a potência máxima durante a hora de pico, garantindo também que a carga não atrapalhe o painel e sua eficiência.
O diagrama revisado a seguir agora faz mais sentido, vamos tentar analisar o design rapidamente:
No design atualizado acima, fiz a seguinte mudança importante:
Eu adicionei um inversor NPN no pino 3 do IC 2 para que agora os PWMs do IC 2 influenciem o mosfet para extrair a potência máxima do painel e reduza a potência gradualmente conforme a luz solar diminui.
Os pulsos PWM junto com o conversor buck garantem uma compatibilidade perfeita e extração máxima de energia do painel, mas diminui gradualmente em resposta à diminuição da intensidade do sol.
No entanto, a configuração acima garante um aspecto importante: ela garante uma relação de potência de entrada / saída balanceada, que é sempre um problema chave em carregadores MPPT.
Além disso, se no caso de a carga tentar extrair uma quantidade excessiva de corrente, o limitador de corrente BC557 entra imediatamente em ação evitando a interrupção do funcionamento regular do MPPT cortando a energia para a carga durante esses períodos.
Atualizar
Contemplando o projeto finalizado de um circuito MPPT
Depois de passar por avaliações adicionais rigorosas, pude finalmente concluir que a segunda teoria discutida acima não pode ser correta. A primeira teoria faz mais sentido, pois um MPPT se destina exclusivamente a extrair e converter os volts extras em corrente que podem estar disponíveis em um painel solar.
Por exemplo, suponha que se o painel solar tivesse 10 V a mais do que as especificações de carga, então gostaríamos de canalizar essa tensão extra para o conversor de Buck por meio de PWMs de modo que o conversor de Buck seja capaz de produzir a quantidade especificada de voltagem para a carga sem carregar nenhum dos parâmetros.
Para implementar isso, o PWM precisaria ser proporcionalmente mais fino enquanto o sol estava no pico e liberando os volts extras.
No entanto, à medida que a energia solar diminuía, os PWMs precisariam ser ampliados para que o conversor Buck fosse continuamente ativado com a quantidade ideal de energia para fornecer a carga na taxa especificada, independentemente da intensidade do sol.
Para permitir que os procedimentos acima ocorram de maneira harmoniosa e otimizada, o primeiro projeto parece ser o mais adequado e aquele que poderia cumprir o requisito acima corretamente.
Portanto, o segundo projeto poderia ser simplesmente descartado e o primeiro projeto finalizado como o circuito MPT baseado em 555 correto.
Não achei apropriado excluir o segundo design porque há vários comentários que parecem estar vinculados ao segundo design, e removê-los poderia tornar a discussão confusa para os leitores, portanto, decidi manter os detalhes como estão e esclarecer o posição com esta explicação.
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