MPpt saules lādiņa kontrolieris, izmantojot lt3562

Gandrīz katrai uz Saules balstītai sistēmai ir pievienots akumulators, kas jāuzlādē no saules enerģijas, un tad akumulatora enerģija tiks izmantota slodžu vadīšanai. Litija akumulatora uzlādei ir pieejamas vairākas izvēles iespējas, iepriekš mēs esam izveidojuši arī vienkāršu litija akumulatoru uzlādes ķēdi. Bet, lai uzlādētu akumulatoru ar saules bateriju, vispopulārākā izvēle ir MPPT vai maksimālā jaudas punkta izsekotāja topoloģija, jo tā nodrošina daudz labāku precizitāti nekā citas metodes, piemēram, PWM kontrolēti lādētāji.

MPPT ir algoritms, ko parasti izmanto saules lādētājos. Uzlādes kontrolieris mēra paneļu izejas spriegumu un akumulatora spriegumu, pēc tam, iegūstot šos divus datus, tos salīdzina, lai izlemtu par labāko jaudu, ko panelis varētu nodrošināt akumulatora uzlādēšanai. Jebkurā situācijā, neatkarīgi no tā, vai tas ir labā vai sliktā saules gaismā, MPPT uzlādes kontrolieris izmanto šo maksimālo jaudas izejas koeficientu un pārvērš to par labāko akumulatora uzlādes spriegumu un strāvu. Ikreiz, kad tiek samazināta saules enerģijas paneļa jauda, ​​samazinās arī akumulatora uzlādes strāva.

Tādējādi sliktos saules apstākļos akumulators nepārtraukti tiek uzlādēts atbilstoši saules paneļa jaudai. Parasti tas nenotiek parasto saules lādētāju gadījumā. Tā kā katram saules paneļiem ir maksimālās izejas strāvas un īssavienojuma strāvas nomināls. Ikreiz, kad saules panelis nespēj nodrošināt pareizu strāvas izvadi, spriegums ievērojami samazinās, un slodzes strāva nemainās un šķērso īssavienojuma strāvas vērtējumu, padarot saules paneļa izejas spriegumu nulli. Tādējādi sliktā saules gaismā uzlāde tiek pilnībā pārtraukta. Bet MPPT ļauj akumulatoru uzlādēt pat sliktā saules gaismā, kontrolējot akumulatora uzlādes strāvu.

MPPT ir aptuveni 90–95% efektīvi konversijā. Tomēr efektivitāte ir atkarīga arī no saules draivera temperatūras, akumulatora temperatūras, saules paneļu kvalitātes un pārveidošanas efektivitātes. Šajā projektā mēs izveidosim Solar MPPT lādētāju litija baterijām un pārbaudīsim izeju. Varat arī apskatīt IoT balstītu saules bateriju uzraudzības projektu, kurā mēs uzraugām dažus Saules sistēmā instalēta litija akumulatora kritiskos parametrus.

MPPT uzlādes kontrolieris - dizaina apsvērumi

MPPT Charge kontrollera shēma, ko mēs izstrādājam šajā projektā būs šādas specifikācijas gaļu.

1. Tas uzlādēs 2P2S akumulatoru (6,4–8,4 V)
2. Uzlādes strāva būs 600mA
3. Tam būs papildu uzlādes iespēja, izmantojot adapteri.

Komponenti, kas nepieciešami MPPT kontroliera izveidei

1. LT3652 vadītājs
2. 1N5819 - 3 gab
3. 10k katls
4. 10uF kondensatori - 2 gab
5. Zaļa LED
6. Oranža LED
7. 220k rezistors
8. 330k rezistors
9. 200k rezistors
10. 68uH induktors
11. 1uF kondensators
12. 100uF kondensators - 2 gab
13. Akumulators - 7,4 V
14. 1k rezistori 2 gab
15. Mucas ligzda

MPPT saules lādētāja shēmas shēma

Pilna saules lādiņa kontroliera ķēde ir atrodama zemāk esošajā attēlā. Lai iegūtu labāku redzamību, varat noklikšķināt uz tās, lai skatītu pilnu lapu.

Shēmā tiek izmantots LT3652, kas ir pilnīgs monolīts nolaižams akumulatora lādētājs, kas darbojas no 4,95 V līdz 32 V ieejas sprieguma diapazonā. Tādējādi gan saules, gan adaptera maksimālais ieejas diapazons ir no 4,95 V līdz 32 V. LT3652 nodrošina nemainīgas strāvas / pastāvīga sprieguma uzlādes raksturlielumus. To var ieprogrammēt caur strāvas sensora rezistoriem maksimāli 2A uzlādes strāvai.

Izvades sadaļā lādētājs izmanto 3,3 V pludiņa sprieguma atgriezeniskās saites atsauci, tāpēc jebkuru vēlamo akumulatora pludiņa spriegumu līdz 14,4 V var ieprogrammēt ar rezistora dalītāju. LT3652 satur arī programmējamu drošības taimeri, izmantojot vienkāršu kondensatoru. To izmanto maksas pārtraukšanai pēc vēlamā laika sasniegšanas. Ir lietderīgi atklāt akumulatora bojājumus.

LT3652 nepieciešama MPPT iestatīšana, kur MPPT punkta iestatīšanai var izmantot potenciometru. Kad LT3652 tiek darbināts, izmantojot saules paneli, ieejas regulēšanas cilpa tiek izmantota, lai paneli uzturētu ar maksimālo izejas jaudu. No kurienes tiek uzturēta regulēšana, ir atkarīgs no MPPT iestatīšanas potenciometra.

Visas šīs lietas ir saistītas ar shēmu. VR1 tiek izmantots MPPT punkta iestatīšanai. R2, R3 un R4 izmanto, lai iestatītu 2S akumulatora uzlādes spriegumu (8,4 V). Formulu akumulatora sprieguma iestatīšanai var sniegt pa

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

Kondensators C2 tiek izmantots, lai iestatītu uzlādes taimeri. Taimeri var iestatīt, izmantojot šādu formulu:

tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 ⁶ (stundās)

D3 un C3 ir pastiprināšanas diode un pastiprinātāja kondensators. Tas virza iekšējo slēdzi un atvieglo slēdža tranzistora piesātinājumu. Palielināšanas tapa darbojas no 0 V līdz 8,5 V.

R5 un R6 ir paralēli savienoti strāvas sensori. Lādēšanas strāvu var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Pašreizējais rezistors shēmā ir izvēlēts 0,5 omi un 0,22 omi, kas paralēli rada 0,15 omi. Izmantojot iepriekš minēto formulu, tas radīs gandrīz 0.66A uzlādes strāvu. C4, C5 un C6 ir izejas filtra kondensatori.

DC barelu ligzda ir savienota tā, ka saules panelis tiks atvienots, ja adaptera kontaktligzdā tiks ievietots adaptera ligzda. D1 aizsargās saules bateriju paneli vai adapteri no pretējās strāvas plūsmas bez uzlādes stāvokļa.

Saules lādiņa kontroliera PCB dizains

Iepriekš aprakstītajai MMPT shēmai mēs izstrādājām MPPT lādētāja kontroliera shēmu, kas parādīta zemāk.

Dizainam ir nepieciešamā GND vara plakne, kā arī pareizi savienojoši caurumi. Tomēr LT3652 nepieciešama atbilstoša PCB siltuma izlietne. Tas tiek izveidots, izmantojot GND vara plakni un ievietojot vias šajā lodēšanas plaknē.

PCB pasūtīšana

Tagad mēs saprotam, kā darbojas shēmas, un mēs varam turpināt veidot MPB mūsu MPPT saules lādētāja projektam. Iepriekš minētās shēmas PCB izkārtojums ir pieejams arī lejupielādei kā saite Gerber.

• Lejupielādējiet GERBER MPPT saules lādētājam

Tagad mūsu dizains ir gatavs, ir pienācis laiks tos izgatavot, izmantojot Gerber failu. Lai PCB veiktu no PCBGOGO, ir diezgan viegli, vienkārši veiciet tālāk norādītās darbības.

1. darbība: iekļūstiet vietnē www.pcbgogo.com, reģistrējieties, ja tā ir jūsu pirmā reize. Pēc tam cilnē PCB Prototype ievadiet sava PCB izmērus, slāņu skaitu un nepieciešamo PCB skaitu. Pieņemot, ka PCB ir 80 cm × 80 cm, jūs varat iestatīt izmērus, kā parādīts zemāk.

2. solis: turpiniet, noklikšķinot uz pogas Citēt tūlīt . Jūs tiksiet novirzīts uz lapu, kur, ja nepieciešams, iestatīsit dažus papildu parametrus, piemēram, izmantoto materiālu sliežu atstarpi utt. Bet galvenokārt noklusējuma vērtības darbosies labi. Vienīgais, kas mums šeit jāņem vērā, ir cena un laiks. Kā redzat, būvēšanas laiks ir tikai 2-3 dienas, un tas mūsu PCB maksā tikai 5 USD. Pēc tam jūs varat izvēlēties vēlamo nosūtīšanas metodi, pamatojoties uz jūsu prasībām.

3. solis: pēdējais solis ir Gerber faila augšupielāde un maksājuma veikšana. Lai pārliecinātos, ka process ir raits, PCBGOGO pirms maksājuma turpināšanas pārbauda, ​​vai jūsu Gerber fails ir derīgs. Tādā veidā jūs varat būt pārliecināts, ka jūsu PCB ir izgatavošanai draudzīgs un ar jums sazināsies kā apņēmies.

PCB montāža

Pēc tam, kad dēlis tika pasūtīts, tas mani pēc dažām dienām sasniedza caur kurjeru glīti marķētā, labi iesaiņotā kastē, un, kā vienmēr, PCB kvalitāte bija lieliska. PCB, kuru saņēmu es, ir parādīts zemāk. Kā redzat, gan augšējais, gan apakšējais slānis ir izrādījies kā paredzēts.

Vias un spilventiņi visi bija pareizajā izmērā. Man vajadzēja apmēram 15 minūtes, lai samontētu pie PCB plates, lai iegūtu darba ķēdi. Saliktais dēlis ir parādīts zemāk.

Pārbauda mūsu MPPT saules lādētāju

Lai pārbaudītu ķēdi, tiek izmantots saules panelis ar 18V.56A vērtējumu. Zemāk redzamais attēls ir detalizēta saules paneļa specifikācija.

Uzlādēšanai tiek izmantots 2P2S akumulatora (8,4 V 4000 mAh) akumulators. Pilna ķēde tiek pārbaudīta mērenā saules stāvoklī -

Pēc visa savienojuma MPPT tiek iestatīts, kad saules apstākļi ir pareizi, un potenciometru kontrolē, līdz uzlādes gaismas diode sāk mirgot. Ķēde darbojās diezgan labi, un detalizēts darbs, iestatīšana un skaidrojums ir atrodams zemāk pievienotajā videoklipā.

Ceru, ka jums patika projekts un uzzinājāt kaut ko noderīgu. Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, atstājiet tos komentāru sadaļā zemāk. Varat arī izmantot mūsu forumus, lai saņemtu atbildes uz citiem tehniskajiem jautājumiem.