Mppt szolár töltésszabályozó az lt3562 használatával

Szinte minden napelemes rendszerhez tartozik egy akkumulátor, amelyet napenergiából kell feltölteni, majd az akkumulátor energiáját a terhek meghajtására fordítják. A lítium akkumulátor töltésére többféle lehetőség áll rendelkezésre, korábban már építettünk egy egyszerű lítium akkumulátor töltő áramkört is. De napelemes akkumulátor töltéséhez a legnépszerűbb választás az MPPT vagy a maximális teljesítménypont-követő topológia, mert sokkal jobb pontosságot biztosít, mint más módszerek, például a PWM által vezérelt töltők.

Az MPPT a napelemes töltőkben általánosan használt algoritmus. A töltésvezérlő méri a panelek kimeneti feszültségét és az akkumulátor feszültségét, majd e két adat megszerzésével összehasonlítja őket azzal, hogy eldöntsék, melyik a legjobb teljesítmény, amelyet a panel az akkumulátor feltöltéséhez biztosíthat. Bármilyen helyzetben legyen, akár jó, akár rossz napfényben, az MPPT töltésszabályozó ezt a maximális teljesítménytényezőt használja, és ezt az akkumulátor számára a legjobb töltési feszültségre és áramerősségre alakítja. Amikor a napelem kimenő teljesítménye csökken, az akkumulátor töltőárama is csökken.

Így rossz napfény esetén az akkumulátor folyamatosan feltöltődik a napelem teljesítményének megfelelően. Ez általában nem jellemző a normál napelemes töltőkre. Mivel az egyes napelemek maximális kimeneti áramerősséggel és rövidzárlati áramerősséggel rendelkeznek. Amikor a napelem nem tudja biztosítani a megfelelő áramkimenetet, a feszültség jelentősen csökken, és a terhelési áram nem változik, és átlépi a rövidzárlati áram értékét, így a napelem kimeneti feszültsége nulla. Ezért rossz töltés esetén a töltés teljesen leáll. De az MPPT lehetővé teszi az akkumulátor töltését még rossz napfényben is, az akkumulátor töltőáramának szabályozásával.

Az MPPT-k 90-95% -ban hatékonyak az átalakítás során. A hatékonyság azonban függ a szolár meghajtó hőmérsékletétől, az akkumulátor hőmérsékletétől, a napelem minőségétől és az átalakítás hatékonyságától is. Ebben a projektben egy Solar MPPT töltőt építünk a lítium akkumulátorok számára, és ellenőrizzük a kimenetet. Megtekintheti az IoT-alapú napelem-figyelő projektet is, amelynek során figyelemmel kísérjük a naprendszerbe telepített lítium-akkumulátor néhány kritikus elem-paraméterét.

MPPT töltésvezérlő - Tervezési szempontok

Az MPPT Charge vezérlő áramkör, amelyet ebben a projektben tervezünk, a következő előírásokkal rendelkezik.

1. 2P2S akkumulátort fog tölteni (6,4–8,4 V)
2. A töltési áram 600mA lesz
3. További töltési lehetősége lesz egy adapter segítségével.

Az MPPT vezérlő kiépítéséhez szükséges alkatrészek

1. LT3652 illesztőprogram
2. 1N5819 - 3 db
3. 10 ezer fazék
4. 10uF kondenzátorok - 2 db
5. Zöld LED
6. Narancssárga LED
7. 220k ellenállás
8. 330k ellenállás
9. 200k ellenállás
10. 68uH induktivitás
11. 1uF kondenzátor
12. 100uF kondenzátor - 2 db
13. Akkumulátor - 7,4 V
14. 1k ellenállások 2 db
15. Hordóaljzat

MPPT szolár töltő áramkör diagram

A teljes szolár töltésvezérlő áramkör az alábbi képen található. A jobb láthatóság érdekében rákattinthat egy teljes oldalas nézethez.

Az áramkör az LT3652-et használja, amely egy komplett monolit akkumulátor-töltő, amely 4,95–32 V bemeneti feszültségtartományon belül működik. Így a maximális bemeneti tartomány 4,95 V és 32 V között van mind szolár, mind adapter esetén. Az LT3652 állandó árammal / állandó feszültséggel rendelkezik. Áramérzékelő ellenállásokon keresztül programozható maximum 2A töltőáramra.

A kimeneti szakaszon a töltő 3,3 V úszófeszültség-visszacsatolási referenciát alkalmaz, így az akkumulátor kívánt 14,4 V-ig terjedő úszófeszültségét ellenállás-elválasztóval lehet programozni. Az LT3652 tartalmaz egy programozható biztonsági időzítőt is, egyszerű kondenzátor használatával. A díj leállítására szolgál a kívánt idő elérése után. Hasznos az akkumulátor hibáinak felderítése.

Az LT3652 megköveteli az MPPT beállítását, ahol potenciométerrel lehet beállítani az MPPT pontot. Amikor az LT3652-et napelem segítségével táplálják, a bemeneti szabályozó hurok segítségével a panel maximális kimeneti teljesítményen tartható. A szabályozás fenntartásának helye az MPPT beállító potenciométerétől függ.

Mindezek a kapcsolási rajzhoz kapcsolódnak. A VR1 az MPPT pont beállítására szolgál. R2, R3 és R4 a 2S akkumulátor töltési feszültségének (8,4 V) beállítására szolgál. Az akkumulátor feszültségének beállítására szolgáló képletet

RFB1 = (VBAT (FLT) • 2,5 • 10 ⁵) / 3,3 és RFB2 = (RFB1 • (2,5 • 10 ⁵)) / (RFB1 - (2,5 • 10 ⁵))

A C2 kondenzátort használják a töltési időzítő beállítására. Az időzítő az alábbi képlet segítségével állítható be:

tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 ⁶ (órában)

A D3 és C3 a boost dióda és a boost kondenzátor. Ez hajtja a belső kapcsolót és megkönnyíti a kapcsoló tranzisztor telítettségét. A töltőcsap 0–8,5 V között működik.

R5 és R6 párhuzamosan kapcsolt áramérzékelő ellenállás. A töltési áram kiszámítható az alábbi képlettel:

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

A sematikus áramerősségű ellenállást 0,5 Ohm és 0,22 Ohm választják ki, ami párhuzamosan 0,15 Ohmot hoz létre. A fenti képletet használva majdnem 0,66A töltőáramot fog termelni. A C4, C5 és C6 a kimeneti szűrő kondenzátorai.

Az egyenáramú csőcsatlakozó oly módon van csatlakoztatva, hogy a napelem leválik, ha az adapter csatlakozóját az adapter aljzatába helyezik. A D1 megvédi a napelemet vagy az adaptert a hátramenet áramától, töltés nélkül.

Napelemes töltésvezérlő NYÁK-tervezés

A fent tárgyalt MMPT áramkörhöz megterveztük az alább látható MPPT töltővezérlő áramköri lapot.

A kialakítás rendelkezik a szükséges GND rézsíkkal, valamint megfelelő csatlakozó nyílásokkal. Az LT3652 azonban megfelelő PCB hűtőbordát igényel. Ez a GND rézsík felhasználásával jön létre, és a viaszokat ebbe a forrasztási síkba helyezi.

A PCB megrendelése

Most már megértettük a vázlatok működését, folytathatjuk az MPPT napelemes töltő projektünk PCB- jének felépítését. A fenti áramkör NYÁK-elrendezése Gerber néven is letölthető a linkről.

• Töltse le a GERBER fájlt az MPPT szolár töltőhöz

Most elkészült a tervünk, itt az ideje, hogy a Gerber fájl segítségével elkészítsük őket. Ahhoz, hogy a nyomtatott áramköri lapot a PCBGOGO-ból elég könnyű elvégezni, egyszerűen kövesse az alábbi lépéseket

1. lépés: Keresse fel a www.pcbgogo.com oldalt, regisztráljon, ha ez az első alkalom. Ezután a NYÁK prototípus fülön adja meg a NYÁK méreteit, a rétegek számát és a szükséges NYÁK számát. Feltéve, hogy a NYÁK 80cm × 80cm, a méreteket az alábbiak szerint állíthatja be.

2. lépés: Folytassa az Idézés most gombra kattintva. Egy olyan oldalra kerül, ahol szükség esetén beállíthat néhány további paramétert, például a használt anyag sávközét stb. De az alapértelmezett értékek többnyire jól működnek. Az egyetlen dolog, amit itt figyelembe kell vennünk, az az ár és az idő. Amint láthatja, a gyártási idő csak 2-3 nap, és csak 5 dollárba kerül a nyomtatott áramköri lapunkért. Ezután kiválaszthatja a kívánt szállítási módot az igényei alapján.

3. lépés: Az utolsó lépés a Gerber fájl feltöltése és a fizetés folytatása. Annak érdekében, hogy a folyamat zökkenőmentes legyen, a PCBGOGO a fizetés folytatása előtt ellenőrzi, hogy Gerber fájlja érvényes-e. Így biztos lehet abban, hogy a NYÁK gyártásbarát és elkötelezetten eljut hozzád.

A NYÁK összeállítása

A tábla megrendelése után néhány nap múlva futárral érkezett hozzám egy szépen címkézett, jól csomagolt dobozban, és mint mindig, a PCB minősége is fantasztikus volt. Az általam kapott PCB az alábbiakban látható. Amint látja, a felső és az alsó réteg is a várakozásoknak megfelelően alakult.

A fiolák és a betétek mind megfelelő méretűek voltak. Körülbelül 15 percbe telt, mire összeszereltem a NYÁK lapot, hogy működő áramkört kapjak. Az összeszerelt tábla az alábbiakban látható.

MPPT szolár töltőnk tesztelése

Az áramkör teszteléséhez 18V.56A névleges napelemet használnak. Az alábbi kép a napelem részletes leírása.

A töltéshez 2P2S akkumulátort (8,4V 4000mAH) használnak. A teljes kört mérsékelt napsütésben tesztelik -

Miután mindent összekötött, az MPPT akkor áll be, amikor a Nap állapota megfelelő, és a potenciométert addig vezérlik, amíg a töltés LED világítani kezd. Az áramkör elég jól működött, és a részletes munka, beállítás és magyarázat megtalálható az alábbi videóban.

Remélem, hogy tetszett a projekt, és valami hasznosat tanult. Ha bármilyen kérdése van, kérjük, hagyja őket az alábbi megjegyzés részben. Fórumaink segítségével válaszolhat egyéb technikai kérdéseire is.