Mppt saulės įkrovos valdiklis naudojant lt3562

Beveik kiekvienoje saulės sistemoje yra susieta baterija, kurią reikia įkrauti iš saulės energijos, o tada akumuliatoriaus energija bus naudojama kroviniams valdyti. Ličio bateriją galima įkrauti keliais būdais. Mes taip pat anksčiau sukūrėme paprastą ličio baterijos įkrovimo grandinę. Tačiau norint įkrauti bateriją su saulės baterija, populiariausias pasirinkimas yra MPPT arba maksimalaus galios taško sekimo topologija, nes ji suteikia daug geresnį tikslumą nei kiti metodai, pavyzdžiui, PWM valdomi įkrovikliai.

MPPT yra algoritmas, paprastai naudojamas saulės įkrovikliuose. Įkrovimo valdiklis matuoja skydų išėjimo įtampą ir akumuliatoriaus įtampą, tada, gaudamas šiuos du duomenis, jis lygina juos nusprendžiant geriausią energijos kiekį, kurį skydelis galėtų suteikti akumuliatoriui įkrauti. Nepaisant geros ar prastos saulės šviesos, MPPT įkrovimo valdiklis naudoja šį maksimalų galios koeficientą ir konvertuoja jį į geriausią akumuliatoriaus įkrovimo įtampą ir srovę. Kai sumažėja saulės kolektoriaus galia, sumažėja ir akumuliatoriaus įkrovos srovė.

Taigi esant blogoms saulės spindulių sąlygoms akumuliatorius nuolat įkraunamas atsižvelgiant į saulės kolektoriaus išvestį. Paprastai tai nėra įprastu saulės įkrovikliu. Kadangi kiekviena saulės baterija turi maksimalią išėjimo srovės ir trumpojo jungimo srovės nominalą. Kai saulės kolektorius negali užtikrinti tinkamos srovės išėjimo, įtampa žymiai sumažėja, o apkrovos srovė nesikeičia ir kerta trumpojo jungimo srovės normą, todėl saulės kolektoriaus išėjimo įtampa yra lygi nuliui. Taigi, esant blogai saulės šviesai, įkrovimas visiškai sustabdomas. Tačiau MPPT leidžia akumuliatorių įkrauti net esant prastai saulės šviesai, valdant akumuliatoriaus įkrovimo srovę.

MPPT konversijoje efektyviai veikia apie 90–95%. Tačiau efektyvumas taip pat priklauso nuo saulės elementų temperatūros, akumuliatoriaus temperatūros, saulės kolektorių kokybės ir konversijos efektyvumo. Šiame projekte pastatysime „ Solar MPPT“ įkroviklį ličio baterijoms ir patikrinsime išėjimą. Taip pat galite peržiūrėti „IoT“ pagrįstą saulės baterijų stebėjimo projektą, kurio metu stebime kai kuriuos kritinius ličio baterijos, įdiegtos į Saulės sistemą, akumuliatoriaus parametrus.

MPPT įkrovimo valdiklis - dizaino aspektai

MPPT mokestis grandyno valdiklis, kad mes projektuojame šiame projekte turės šias specifikacijas mėsą.

Jis įkraus 2P2S bateriją (6,4–8,4 V)
Įkrovimo srovė bus 600mA
Tai turės papildomą įkrovimo parinktį naudojant adapterį.

Komponentai, reikalingi MPPT valdikliui kurti

LT3652 vairuotojas
1N5819 - 3 vnt
10 tūkst. Puodo
10uF kondensatoriai - 2 vnt
Žalias šviesos diodas
Oranžinis LED
220k rezistorius
330k rezistorius
200k rezistorius
68uH induktorius
1uF kondensatorius
100uF kondensatorius - 2 vnt
Baterija - 7,4 V
1k rezistoriai 2 vnt
Barelio lizdas

MPPT saulės įkroviklio grandinės schema

Visą saulės įkrovos valdiklio grandinę galite rasti žemiau esančiame paveikslėlyje. Norėdami gauti geresnį matomumą, galite jį spustelėti, jei norite peržiūrėti visą puslapį.

Grandinėje naudojamas „ LT3652“, kuris yra pilnas monolitinis pakaitinis akumuliatorių įkroviklis, veikiantis nuo 4,95 iki 32 V įėjimo įtampos diapazone. Taigi tiek saulės, tiek adapterio maksimalus įėjimo diapazonas yra nuo 4,95 V iki 32 V. LT3652 suteikia pastovios srovės / pastovios įtampos įkrovos charakteristikas. Jį galima užprogramuoti per srovės jutiklius, kad būtų galima maksimaliai 2A įkrovos srovė.

Išvesties skyriuje įkroviklyje naudojama 3,3 V plūduriuojančios įtampos grįžtamojo ryšio nuoroda, todėl bet kurią norimą akumuliatoriaus plūduriuojančią įtampą iki 14,4 V galima užprogramuoti rezistoriaus dalikliu. LT3652 taip pat yra programuojamas saugos laikmatis, naudojant paprastą kondensatorių. Jis naudojamas nutraukti mokestį, kai pasiekiamas norimas laikas. Naudinga nustatyti akumuliatoriaus gedimus.

LT3652 reikia MPPT sąrankos, kur MPPT taškui nustatyti galima naudoti potenciometrą. Kai „LT3652“ maitinamas naudojant saulės kolektorių, įvesties reguliavimo kilpa naudojama palaikyti skydo didžiausią išėjimo galią. Kur reguliavimas palaikomas, priklauso nuo MPPT nustatymo potenciometro.

Visi šie dalykai yra susieti su schema. VR1 naudojamas MPPT taškui nustatyti. R2S, R3 ir R4 naudojami nustatyti 2S akumuliatoriaus įkrovimo įtampą (8,4 V). Akumuliatoriaus įtampos nustatymo formulę galima pateikti

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

Kondensatorius C2 naudojamas nustatyti įkrovimo laikmatį. Laikmatį galima nustatyti naudojant šią formulę:

tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 ⁶ (valandomis)

D3 ir C3 yra padidinimo diodas ir padidinimo kondensatorius. Jis valdo vidinį jungiklį ir palengvina jungiklio tranzistoriaus prisotinimą. Padidinimo kaištis veikia nuo 0 V iki 8,5 V.

R5 ir R6 yra lygiagrečiai sujungti srovės jutikliai. Įkrovos srovę galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Schemoje esamas jutimo rezistorius parenkamas 0,5 omo ir 0,22 omo, kuris lygiagrečiai sukuria 0,15 omo. Naudojant aukščiau pateiktą formulę, ji pagamins beveik 0,66A įkrovos srovę. C4, C5 ir C6 yra išėjimo filtro kondensatoriai.

Nuolatinės srovės vamzdžio lizdas prijungtas taip, kad į adapterio lizdą įkišus adapterio lizdą, saulės kolektorius bus atjungtas. D1 apsaugos saulės kolektorių ar adapterį nuo atvirkštinės srovės, kai nėra įkrovimo sąlygų.

Saulės įkrovos valdiklio PCB dizainas

Pirmiau aptartai MMPT grandinei sukūrėme MPPT įkroviklio valdiklio schemą, kuri parodyta žemiau.

Konstrukcijoje yra reikalinga GND vario plokštuma, taip pat tinkami jungiamieji pylimai. Tačiau „LT3652“ reikia tinkamo PCB šilumos šalintuvo. Tai sukurta naudojant GND vario plokštumą ir dedant vijas į tą litavimo plokštumą.

Užsakymas PCB

Dabar mes suprantame, kaip veikia schemos, mes galime tęsti savo MPPT saulės įkroviklio projekto PCB kūrimą. Minėtos grandinės PCB išdėstymą taip pat galima atsisiųsti kaip nuorodą „Gerber“.

Atsisiųskite GERBER, skirtą MPPT saulės įkrovikliui

Dabar mūsų dizainas yra paruoštas, atėjo laikas juos pagaminti naudojant „Gerber“ failą. Norėdami atlikti PCB iš PCBGOGO yra gana lengva, tiesiog atlikite toliau nurodytus veiksmus-

1 žingsnis: Eikite į www.pcbgogo.com, užsiregistruokite, jei tai jūsų pirmas kartas. Tada skirtuke PCB Prototype įveskite savo PCB matmenis, sluoksnių skaičių ir reikalingą PCB skaičių. Darant prielaidą, kad PCB yra 80 cm × 80 cm, matmenis galite nustatyti taip, kaip parodyta žemiau.

2 žingsnis: tęskite spustelėdami mygtuką „ Pasiūlyti dabar “. Būsite nukreipti į puslapį, kuriame prireikus nustatysite keletą papildomų parametrų, pvz., Naudojamos medžiagos takų tarpai ir kt. Vienintelis dalykas, į kurį turime atsižvelgti, yra kaina ir laikas. Kaip matote, sukūrimo laikas yra tik 2-3 dienos, o mūsų PCB kainuoja tik 5 USD. Tada galite pasirinkti pageidaujamą pristatymo būdą pagal savo reikalavimus.

3 žingsnis: Paskutinis žingsnis yra įkelti „Gerber“ failą ir tęsti mokėjimą. Norėdami įsitikinti, kad procesas vyksta sklandžiai, prieš tęsdamas mokėjimą, PCBGOGO patikrina, ar jūsų „Gerber“ failas galioja. Tokiu būdu galite būti tikri, kad jūsų PCB yra draugiškas gamybai ir pasieks jus kaip įsipareigojusį.

PCB surinkimas

Užsakius lentą, ji po kelių dienų mane pasiekė per kurjerį gražiai paženklintoje, gerai supakuotoje dėžutėje, ir, kaip visada, PCB kokybė buvo nuostabi. Mano gautas PCB parodytas žemiau. Kaip matote, tiek viršutinis, tiek apatinis sluoksniai pasirodė kaip tikėtasi.

Vias ir kaladėlės buvo visų tinkamo dydžio. Man prireikė maždaug 15 minučių surinkti prie PCB plokštės, kad gautų darbinę grandinę. Surinkta lenta parodyta žemiau.

Testuojamas mūsų MPPT saulės įkroviklis

Norėdami patikrinti grandinę, naudojama saulės baterija su 18V.56A įvertinimu. Žemiau pateiktas vaizdas yra išsami saulės kolektoriaus specifikacija.

Įkrovimui naudojama 2P2S baterija (8,4 V 4000 mAh). Visa grandinė išbandyta esant vidutinei saulės būklei -

Prijungus viską, MPPT nustatomas, kai Saulės būklė yra tinkama, o potenciometras valdomas tol, kol ima šviesti įkrovimo šviesos diodas. Grandinė veikė gana gerai, o išsamų darbą, sąranką ir paaiškinimus galite rasti žemiau esančiame vaizdo įraše.

Tikiuosi, kad jums patiko projektas ir sužinojote ką nors naudingo. Jei turite klausimų, palikite juos komentarų skiltyje žemiau. Taip pat galite naudoti mūsų forumus, kad gautumėte atsakymus į kitus techninius klausimus.