בקר מטען סולארי Mppt באמצעות LT3562

כמעט בכל מערכת מבוססת שמש יש סוללה המשויכת אליה, אותה יש לטעון מאנרגיית השמש ואז האנרגיה מהסוללה תשמש להנעת העומסים. ישנן אפשרויות מרובות לטעינת סוללת ליתיום, בנינו בעבר מעגל טעינת סוללות ליתיום פשוט. אבל כדי לטעון סוללה עם פאנל סולארי, הבחירה הפופולרית ביותר היא טופולוגיית ה- MPPT או נקודת ההספק המרבית, מכיוון שהיא מספקת דיוק טוב בהרבה משיטות אחרות כמו מטענים מבוקרי PWM.

MPPT הוא אלגוריתם הנפוץ במטענים סולאריים. בקר הטעינה מודד את מתח היציאה מהלוחות ואת מתח הסוללה, ואז על ידי קבלת שני הנתונים הללו הוא משווה אותם כדי להחליט את הכוח הטוב ביותר שהלוח יכול לספק לטעינת הסוללה. בכל מצב שלא יהיה, בין אם במצב אור טוב או גרוע, בקר הטעינה MPPT משתמש בגורם פלט הספק מרבי זה וממיר זאת למתח הטעינה והזרם הטובים ביותר עבור הסוללה. בכל פעם שתפוקת החשמל מהפאנל הסולארי יורדת, גם זרם טעינת הסוללה פוחת.

לפיכך, בתנאי שמש גרועים, הסוללה נטענת ברציפות בהתאם לפלט הפאנל הסולארי. בדרך כלל זה לא המקרה במטענים סולאריים רגילים. מכיוון שכל פאנלים סולאריים מגיעים עם דירוג זרם יציאה מקסימאלי ודירוג זרם קצר. בכל פעם שפאנל סולארי לא יכול היה לספק את תפוקת הזרם המתאימה, המתח נופל באופן משמעותי וזרם העומס אינו משתנה וחוצה את דירוג הזרם הקצר והופך את מתח הפלט של הפאנל הסולארי לאפס. לפיכך, הטעינה נעצרת לחלוטין בתנאי שמש גרועים. אך MPPT מאפשר לטעינה של הסוללה גם במצב שמש ירוד על ידי שליטה על זרם טעינת הסוללה.

MPPTs יעילים בהמרה סביב 90-95%. עם זאת, היעילות תלויה גם בטמפרטורת הנהג הסולארי, בטמפרטורת הסוללה, באיכות הפאנל הסולארי וביעילות ההמרה. בפרויקט זה נבנה מטען סולארי MPPT לסוללות ליתיום ונבדוק את התפוקה. אתה יכול גם לבדוק את פרויקט ניטור הסוללה הסולארי מבוסס IoT ובו אנו עוקבים אחר פרמטרים קריטיים של סוללות של סוללת ליתיום המותקנת במערכת סולארית.

בקר טעינה MPPT - שיקולי עיצוב

מעגל בקר טעינת MPPT שאנחנו לעצב בפרויקט זה יהיה בשר המפרטים הבא.

1. הוא יגבה סוללת 2P2S (6.4-8.4 וולט)
2. זרם הטעינה יהיה 600mA
3. תהיה לו אפשרות טעינה נוספת באמצעות מתאם.

רכיבים נדרשים לבניית בקר MPPT

1. מנהל התקן LT3652
2. 1N5819 - 3 יח '
3. סיר 10k
4. קבלים 10uF - 2 יח '
5. נורית LED ירוקה
6. נורת LED כתומה
7. נגד 220k
8. נגד 330k
9. נגד 200k
10. משרן 68uH
11. קבל 1uF
12. קבל 100uF - 2 יח '
13. סוללה - 7.4V
14. נגדי 1k 2 יח '
15. שקע חבית

תרשים מעגלי מטען סולארי MPPT

את המעגל השלם למטען סולארי ניתן למצוא בתמונה למטה. אתה יכול ללחוץ עליו לתצוגה של עמוד מלא כדי לקבל נראות טובה יותר.

המעגל משתמש ב- LT3652 שהוא מטען סוללות למטה מונוליטי שלם הפועל בטווח מתח כניסה של 4.95 וולט עד 32 וולט. לפיכך, טווח הקלט המרבי הוא 4.95 וולט ל -32 וולט הן עבור השמש והן עבור המתאם. LT3652 מספק מאפייני טעינה של מתח זרם קבוע / קבוע. ניתן לתכנת אותו באמצעות נגדי החישה הנוכחיים לזרם טעינה מקסימלי של 2A.

במקטע הפלט, המטען מפעיל התייחסות משוב לצוף של 3.3 וולט, כך שניתן לתכנת כל מתח צף מצבר רצוי עד 14.4 וולט עם מחלק נגדים. ה- LT3652 מכיל גם טיימר בטיחות לתכנות באמצעות קבלים פשוטים. הוא משמש לסיום טעינה לאחר שהושג הזמן הרצוי. כדאי לאתר תקלות בסוללה.

LT3652 דורש הגדרת MPPT כאשר ניתן להשתמש בפוטנציומטר להגדרת נקודת MPPT. כאשר ה- LT3652 מופעל באמצעות פאנל סולארי, משתמשים בלולאת ויסות הקלט לשמירה על הפאנל בעוצמת הספק שיא. מהמקום בו נשמרת הרגולציה תלוי בפוטנציומטר ההתקנה MPPT.

כל הדברים הללו קשורים לסכמה. VR1 משמש להגדרת נקודת MPPT. R2, R3 ו- R4 משמשים לקביעת מתח טעינת הסוללה 2S (8.4V). פורמולה לקביעת מתח הסוללה יכולה להינתן על ידי-

RFB1 = (VBAT (FLT) • 2.5 • 10 ⁵) / 3.3 ו RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 10 ⁵)) / (RFB1 - (2.5 • 10 ⁵))

הקבל C2 משמש להגדרת טיימר הטעינה. ניתן לכוון את הטיימר באמצעות הנוסחה הבאה -

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 ⁶ (בשעות)

ה- D3 וה- C3 הם דיודת הדחיפה וקבל הגברה. הוא מניע את המתג הפנימי ומאפשר את הרוויה של טרנזיסטור המתג. סיכת ההגבהה פועלת בין 0 וולט ל -8.5 וולט.

R5 ו- R6 הם נגד החישה הנוכחי המחובר במקביל. ניתן לחשב את זרם המטען באמצעות הנוסחה הבאה:

RSENSE = 0.1 / ICHG (MAX)

נגד החישה הנוכחי בסכמה נבחר 0.5 אוהם ו 0.22 אוהם אשר במקביל יוצר 0.15 אוהם. באמצעות הנוסחה שלעיל, הוא יפיק כמעט 0.66A של זרם טעינה. ה- C4, C5 ו- C6 הם קבלים לסינון הפלט.

שקע החבית DC מחובר בצורה כזו שהפאנל הסולארי יתנתק אם יכנס שקע מתאם לשקע המתאם. ה- D1 יגן על הפאנל הסולארי או על המתאם מפני זרימת זרם הפוך ללא מצב טעינה.

בקר מטען סולארי תכנון PCB

עבור מעגל ה- MMPT שנדון לעיל , תכננו את לוח הבקר של מטען MPPT שמוצג להלן.

לעיצוב יש מישור נחושת GND הכרחי כמו גם ויאות חיבור נכונות. עם זאת, ה- LT3652 דורש גוף קירור נאות של PCB. זה נוצר באמצעות מישור הנחושת GND והצבת ויאס במישור ההלחמה הזה.

הזמנת ה- PCB

כעת אנו מבינים כיצד עובדות הסכימות, אנו יכולים להמשיך בבניית ה- PCB לפרויקט המטען הסולארי MPPT שלנו. פריסת ה- PCB עבור המעגל הנ"ל זמינה להורדה גם כגרבר מהקישור.

• הורד את GERBER למטען סולארי MPPT

עכשיו העיצוב שלנו מוכן, הגיע הזמן לייצר אותם באמצעות קובץ גרבר. כדי לעשות את ה- PCB מ- PCBGOGO זה די קל, פשוט בצע את השלבים הבאים-

שלב 1: היכנס ל- www.pcbgogo.com, הירשם אם זו הפעם הראשונה שלך. לאחר מכן, בכרטיסיה אב-טיפוס של PCB, הזן את הממדים של ה- PCB שלך, את מספר השכבות ואת מספר ה- PCB שאתה צריך. בהנחה שה- PCB הוא 80 ס"מ × 80 ס"מ, תוכלו להגדיר את המידות כפי שמוצג להלן.

שלב 2: המשך על ידי לחיצה על כפתור ציטוט עכשיו . תועבר לדף שבו ניתן להגדיר כמה פרמטרים נוספים במידת הצורך, כמו חומר המרווח בין מסלולים וכו '. אך בעיקר, ערכי ברירת המחדל יעבדו בסדר. הדבר היחיד שעלינו לקחת בחשבון כאן הוא המחיר והזמן. כפי שאתה יכול לראות זמן הבנייה הוא רק 2-3 ימים וזה פשוט עולה רק 5 $ עבור ה- PCB שלנו. לאחר מכן תוכל לבחור שיטת משלוח מועדפת על פי דרישתך.

שלב 3: השלב האחרון הוא העלאת קובץ גרבר והמשך התשלום. כדי לוודא שהתהליך חלק, PCBGOGO מאשר אם קובץ הגרבר שלך תקף לפני שתמשיך עם התשלום. בדרך זו, אתה יכול להיות בטוח שה- PCB שלך הוא ידידותי לייצור ויגיע אליך כמחויב.

הרכבת ה- PCB

לאחר הזמנת הלוח, הוא הגיע אלי לאחר מספר ימים באמצעות שליח בתוך קופסה ארוזה היטב, וכמו תמיד, איכות ה- PCB הייתה מדהימה. ה- PCB שהתקבל על ידי מוצג להלן. כפי שאתה רואה, גם השכבה העליונה וגם התחתונה יצאו כצפוי.

הויות והרפידות היו בגודל הנכון. לקח לי בערך 15 דקות להתכנס ללוח PCB כדי לקבל מעגל עבודה. הלוח שהורכב מוצג להלן.

בודקים את המטען הסולארי MPPT שלנו

לבדיקת המעגל משתמשים בפאנל סולארי עם דירוג 18V.56A. התמונה למטה היא המפרט המפורט של הפאנל הסולארי.

סוללת 2P2S (8.4V 4000mAH) משמשת לטעינה. המעגל השלם נבדק במצב שמש בינוני -

לאחר חיבור הכל, ה- MPPT מוגדר כאשר מצב השמש תקין והפוטנציומטר נשלט עד שנורית הטעינה מתחילה לזרוח. המעגל עבד די טוב ואת העבודה, ההתקנה וההסבר המפורטים תוכלו למצוא בסרטון המקושר למטה.

מקווה שנהניתם מהפרויקט ולמדתם משהו שימושי. אם יש לך שאלות, השאיר אותן בסעיף ההערות למטה. אתה יכול גם להשתמש בפורומים שלנו כדי לקבל תשובות לשאלות הטכניות האחרות שלך.