Controler de încărcare solară Mppt folosind lt3562

Aproape fiecare sistem bazat pe solar are o baterie asociată cu acesta, care trebuie încărcată din energie solară și apoi energia din baterie va fi utilizată pentru a conduce încărcăturile. Există mai multe opțiuni disponibile pentru încărcarea unei baterii litiu, am construit și un circuit simplu de încărcare a bateriei litiu anterior. Dar pentru a încărca o baterie cu un panou solar, cea mai populară alegere este MPPT sau topologia de urmărire a punctelor de putere maximă, deoarece oferă o precizie mult mai bună decât alte metode, cum ar fi încărcătoarele controlate PWM.

MPPT este un algoritm utilizat în mod obișnuit în încărcătoarele solare. Controlerul de încărcare măsoară tensiunea de ieșire de la panouri și tensiunea bateriei, apoi obținând aceste două date, le compară pentru a decide cea mai bună putere pe care panoul ar putea să o furnizeze pentru a încărca bateria. Indiferent de situație, indiferent dacă este în stare bună sau slabă la lumina soarelui, regulatorul de încărcare MPPT folosește acest factor de putere maximă de ieșire și îl convertește în cea mai bună tensiune și curent de încărcare pentru baterie. Ori de câte ori scade puterea de la panoul solar, scade și curentul de încărcare a bateriei.

Astfel, în condiții de lumină slabă a soarelui, bateria se încarcă continuu în funcție de ieșirea panoului solar. Acest lucru nu este de obicei cazul încărcătoarelor solare normale. Deoarece fiecare panou solar are un curent maxim de ieșire nominal și un curent de scurtcircuit. Ori de câte ori panoul solar nu a putut furniza curentul de ieșire adecvat, tensiunea scade semnificativ și curentul de sarcină nu se schimbă și traversează curentul de curent nominal, ceea ce face ca tensiunea de ieșire a panoului solar să fie zero. Prin urmare, încărcarea se oprește complet în condiții slabe de soare. Dar MPPT permite bateriei să se încarce chiar și în condiții de lumină slabă a soarelui, controlând curentul de încărcare a bateriei.

MPPT-urile sunt în jur de 90-95% eficiente în conversie. Cu toate acestea, eficiența este, de asemenea, dependentă de temperatura driverului solar, temperatura bateriei, calitatea panoului solar și eficiența conversiei. În acest proiect, vom construi un încărcător Solar MPPT pentru baterii cu litiu și vom verifica ieșirea. De asemenea, puteți verifica Proiectul de monitorizare a bateriei solare bazate pe IoT, în care monitorizăm câțiva parametri critici ai bateriei unei baterii cu litiu instalate într-un sistem solar.

Controler de încărcare MPPT - Considerații de proiectare

MPPT Charge Circuitul controler pe care le proiecta în acest proiect va avea următoarea carne caietul de sarcini.

1. Va încărca o baterie 2P2S (6.4-8.4V)
2. Curentul de încărcare va fi de 600mA
3. Va avea o opțiune de încărcare suplimentară folosind un adaptor.

Componente necesare pentru clădirea controlerului MPPT

1. Driver LT3652
2. 1N5819 - 3 buc
3. Oala de 10k
4. Condensatori 10uF - 2 buc
5. LED verde
6. LED portocaliu
7. Rezistor 220k
8. Rezistor de 330k
9. Rezistor 200k
10. Inductor 68uH
11. 1uF condensator
12. Condensator 100uF - 2 buc
13. Baterie - 7,4V
14. 1k rezistoare 2 buc
15. Priza butoiului

Diagrama circuitului încărcătorului solar MPPT

Circuitul complet al controlerului de încărcare solară poate fi găsit în imaginea de mai jos. Puteți face clic pe acesta pentru o vizualizare pe întreaga pagină pentru a obține o vizibilitate mai bună.

Circuitul folosește LT3652, care este un încărcător de baterii complet monolitic, care funcționează pe o gamă de tensiune de intrare de 4,95V până la 32V. Astfel, domeniul maxim de intrare este de 4.95V la 32V atât pentru solar cât și pentru adaptor. LT3652 oferă un curent constant / caracteristici de încărcare constantă a tensiunii. Poate fi programat prin rezistențe de detectare a curentului pentru un curent de încărcare maxim 2A.

În secțiunea de ieșire, încărcătorul folosește referință de feedback de tensiune plutitoare de 3,3 V, astfel încât orice tensiune de plutire dorită a bateriei de până la 14,4 V poate fi programată cu un divizor de rezistență. LT3652 conține, de asemenea, un temporizator de siguranță programabil folosind un condensator simplu. Este utilizat pentru încetarea încărcării după atingerea timpului dorit. Este util să detectați defecțiunile bateriei.

LT3652 necesită configurare MPPT, unde un potențiometru poate fi utilizat pentru a seta punctul MPPT. Când LT3652 este alimentat cu ajutorul unui panou solar, bucla de reglare a intrării este utilizată pentru a menține panoul la puterea maximă de ieșire. De unde se menține reglarea depinde de potențiometrul de configurare MPPT.

Toate aceste lucruri sunt legate de schematică. VR1 este utilizat pentru a seta punctul MPPT. R2, R3 și R4 sunt utilizate pentru a seta tensiunea de încărcare a bateriei 2S (8.4V). Formula pentru a seta tensiunea bateriei poate fi dată de

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

Condensatorul C2 este utilizat pentru a seta temporizatorul de încărcare. Temporizatorul poate fi setat folosind formula de mai jos

tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 ⁶ (în ore)

D3 și C3 sunt dioda de impuls și condensatorul de impuls. Acționează comutatorul intern și facilitează saturația tranzistorului comutatorului. Pinul de acționare funcționează de la 0V la 8,5V.

R5 și R6 sunt un rezistor de detectare a curentului conectat în paralel. Curentul de încărcare poate fi calculat folosind formula de mai jos

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Rezistorul de sens curent din schemă este selectat 0,5 Ohmi și 0,22 Ohmi, care este în paralel creează 0,15 Ohmi. Folosind formula de mai sus, va produce aproape 0,66A curent de încărcare. C4, C5 și C6 sunt condensatoarele de filtrare de ieșire.

Mufa cilindrică DC este conectată în așa fel încât panoul solar să fie deconectat dacă un muf adaptor este introdus în mufa adaptorului. D1 va proteja panoul solar sau adaptorul de fluxul de curent invers în condiții fără încărcare.

Design de PCB pentru controler de încărcare solar

Pentru circuitul MMPT discutat mai sus , am proiectat placa de circuit a controlerului încărcătorului MPPT care este prezentată mai jos.

Proiectarea are planul de cupru GND necesar, precum și conexiuni de conectare adecvate. Cu toate acestea, LT3652 necesită un radiator adecvat pentru PCB. Acesta este creat folosind planul de cupru GND și plasând vias în acel plan de lipit.

Comandarea PCB-ului

Acum înțelegem cum funcționează schemele, putem continua cu construirea PCB-ului pentru proiectul nostru de încărcător solar MPPT. Aspectul PCB pentru circuitul de mai sus este de asemenea disponibil pentru descărcare ca Gerber de pe link.

• Descărcați GERBER pentru încărcătorul solar MPPT

Acum designul nostru este gata, este timpul să le fabricăm folosind fișierul Gerber. Pentru a realiza PCB-ul de la PCBGOGO este destul de ușor, pur și simplu urmați pașii de mai jos-

Pasul 1: intrați pe www.pcbgogo.com, înscrieți-vă dacă este prima dată. Apoi, în fila Prototip PCB, introduceți dimensiunile PCB-ului, numărul de straturi și numărul de PCB de care aveți nevoie. Presupunând că PCB este de 80cm × 80cm, puteți seta dimensiunile așa cum se arată mai jos.

Pasul 2: Continuați făcând clic pe butonul Cotați acum . Veți fi direcționat către o pagină unde să setați câțiva parametri suplimentari, dacă este necesar, cum ar fi materialul folosit la distanța dintre piste, etc. Dar, mai ales, valorile implicite vor funcționa bine. Singurul lucru pe care trebuie să-l luăm în considerare aici este prețul și timpul. După cum puteți vedea, timpul de construire este de numai 2-3 zile și costă doar 5 USD pentru PCB-ul nostru. Apoi puteți selecta o metodă de expediere preferată în funcție de cerința dvs.

Pasul 3: ultimul pas este să încărcați fișierul Gerber și să continuați plata. Pentru a vă asigura că procesul este ușor, PCBGOGO verifică dacă fișierul dvs. Gerber este valid înainte de a continua plata. În acest fel, puteți să vă asigurați că PCB-ul dvs. este prietenos cu fabricarea și vă va ajunge la fel de angajat.

Asamblarea PCB-ului

După ce a fost comandată placa, a ajuns la mine după câteva zile prin curierat într-o cutie bine ambalată bine etichetată și, ca întotdeauna, calitatea PCB-ului a fost minunată. PCB-ul primit de mine este prezentat mai jos. După cum vedeți, atât stratul superior, cât și cel inferior s-au dovedit așa cum era de așteptat.

Via-urile și tampoanele aveau toate dimensiunile potrivite. Mi-a luat aproximativ 15 minute să mă asamblu pe placa PCB pentru a obține un circuit de lucru. Placa asamblată este prezentată mai jos.

Testarea încărcătorului nostru solar MPPT

Pentru a testa circuitul, se folosește un panou solar cu o cotă de 18V.56A. Imaginea de mai jos este specificația detaliată a panoului solar.

Pentru încărcare se folosește o baterie 2P2S (8,4V 4000mAH). Circuitul complet este testat în condiții de soare moderat -

După conectarea totul, MPPT este setat atunci când starea Soarelui este corectă și potențiometrul este controlat până când LED-ul de încărcare începe să lumineze. Circuitul a funcționat destul de bine și funcționarea detaliată, configurarea și explicațiile pot fi găsite în videoclipul legat mai jos.

Sper că ți-a plăcut proiectul și ai învățat ceva util. Dacă aveți întrebări, vă rugăm să le lăsați în secțiunea de comentarii de mai jos. De asemenea, puteți utiliza forumurile noastre pentru a primi răspuns la celelalte întrebări tehnice.