Mppt solarni regulator punjenja pomoću lt3562

Gotovo svaki sustav zasnovan na solarnoj energiji ima povezanu bateriju koja se mora puniti iz solarne energije i tada će se energija iz baterije koristiti za pogon tereta. Dostupno je više izbora za punjenje litijeve baterije, već smo i ranije napravili jednostavan krug za punjenje litijeve baterije. No za punjenje baterije solarnom pločom najpopularniji je odabir MPPT ili topologija tracker-a s maksimalnom snagom, jer pruža puno bolju točnost od ostalih metoda poput PWM-punjača.

MPPT je algoritam koji se obično koristi u solarnim punjačima. Regulator punjenja mjeri izlazni napon s ploča i napon baterije, a zatim ih dobivanjem ova dva podatka uspoređuje kako bi odredio najbolju snagu koju ploča može pružiti za punjenje baterije. U bilo kojoj situaciji, bilo u dobrom ili lošem stanju sunčeve svjetlosti, MPPT regulator punjenja koristi ovaj maksimalni faktor izlazne snage i pretvara ga u najbolji napon i struju punjenja za bateriju. Kad god padne izlazna snaga solarne ploče, smanjuje se i struja napunjenosti baterije.

Stoga se u lošim uvjetima sunčeve svjetlosti baterija neprestano puni u skladu s izlazom solarne ploče. To obično nije slučaj kod normalnih solarnih punjača. Budući da svaki solarni panel dolazi s maksimalnom nominalnom izlaznom strujom i strujom kratkog spoja. Kad god solarna ploča nije mogla pružiti odgovarajući izlaz struje, napon značajno pada, a struja opterećenja se ne mijenja i prelazi nazivnu struju kratkog spoja čineći izlazni napon solarne ploče nulom. Stoga se punjenje potpuno zaustavlja u lošim uvjetima sunčeve svjetlosti. Ali MPPT omogućuje punjenje baterije čak i pri lošem sunčevom svjetlu kontrolirajući struju napunjenosti baterije.

MPPT su oko 90-95% učinkoviti u pretvorbi. Međutim, učinkovitost također ovisi o temperaturi solarnog pokretača, temperaturi baterije, kvaliteti solarne ploče i učinkovitosti pretvorbe. U ovom ćemo projektu izraditi solarni MPPT punjač za litijeve baterije i provjeriti izlaz. Također možete pogledati projekt praćenja solarne baterije temeljen na IoT-u u kojem nadgledamo neke kritične parametre baterije litijeve baterije instalirane u solarnom sustavu.

MPPT kontroler punjenja - razmatranja dizajna

Sklop upravljačkog sklopa MPPT Charge koji dizajniramo u ovom projektu imat će sljedeće specifikacije meso.

Punit će bateriju 2P2S (6,4-8,4V)
Struja punjenja bit će 600mA
Imat će dodatnu mogućnost punjenja pomoću adaptera.

Komponente potrebne za izgradnju MPPT kontrolera

LT3652 upravljački program
1N5819 - 3 kom
10k lonac
Kondenzatori 10uF - 2 kom
Zelena LED
Narančasta LED
Otpornik 220k
Otpornik 330k
200k otpornik
Induktor od 68uH
Kondenzator od 1uF
Kondenzator 100uF - 2 kom
Baterija - 7,4V
1k otpornici 2 kom
Utičnica za bačvu

Shema kruga MPPT solarnog punjača

Kompletni krug solarnog regulatora punjenja nalazi se na donjoj slici. Možete ga kliknuti za prikaz na cijeloj stranici kako biste postigli bolju vidljivost.

Krug koristi LT3652 koji je kompletan monolitni opadajući punjač akumulatora koji radi u rasponu ulaznog napona od 4,95 V do 32 V. Dakle, maksimalni raspon ulaza je 4,95 V do 32 V i za solarnu energiju i za adapter. LT3652 pruža karakteristike naboja konstantne struje / konstantnog napona. Može se programirati kroz strujne otpornike za maksimalnu struju napunjenja od 2A.

Na izlaznom dijelu punjač koristi referencu povratne sprege plutajućeg napona od 3,3 V, tako da se bilo koji željeni plivajući napon akumulatora do 14,4 V može programirati otpornim razdjelnikom. LT3652 također sadrži programabilni sigurnosni mjerač vremena pomoću jednostavnog kondenzatora. Koristi se za prekid naplate nakon dostizanja željenog vremena. Korisno je otkriti kvarove na bateriji.

LT3652 zahtijeva postavku MPPT gdje se potenciometar može koristiti za postavljanje MPPT točke. Kada se LT3652 napaja pomoću solarne ploče, ulazna regulacijska petlja koristi se za održavanje ploče na vršnoj izlaznoj snazi. Odabir održavanja regulacije ovisi o postavnom potenciometru MPPT.

Sve su te stvari povezane sa shematskim. VR1 se koristi za postavljanje MPPT točke. R2, R3 i R4 koriste se za podešavanje 2S napona punjenja baterije (8,4V). Formula za podešavanje napona baterije može se dati od-

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

Kondenzator C2 služi za postavljanje timera punjenja. Tajmer se može postaviti pomoću dolje formule-

tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 ⁶ (u satima)

D3 i C3 su pojačivačka dioda i pojačavajući kondenzator. Pokreće unutarnju sklopku i olakšava zasićenje tranzistora sklopke. Pojačala pin radi od 0V do 8,5V.

R5 i R6 su paralelno spojeni otpornici osjetnika struje. Struja naboja može se izračunati pomoću dolje formule-

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Otpor trenutnog osjetnika u shemi je odabran 0,5 ohma i 0,22 ohma što paralelno stvara 0,15 ohma. Koristeći gornju formulu, proizvest će gotovo 0,66A struje naboja. C4, C5 i C6 su kondenzatori izlaznog filtra.

Priključak za DC bačvu povezan je na takav način da će se solarna ploča odvojiti ako je adapter adapter utaknut u utičnicu adaptera. D1 će zaštititi solarnu ploču ili adapter od obrnutog strujanja tijekom punjenja.

Dizajn PCB-a kontrolera solarnog punjenja

Za gore raspravljeni MMPT krug dizajnirali smo pločicu upravljačkog sklopa MPPT punjača koja je prikazana u nastavku.

Dizajn ima potrebnu bakarnu ravninu GND, kao i odgovarajuće spojnice. Međutim, LT3652 zahtijeva odgovarajući hladnjak za PCB. To se stvara pomoću bakrene ravnine GND i postavljanjem vija u tu lemljenu ravninu.

Naručivanje PCB-a

Sada razumijemo kako sheme rade, možemo nastaviti s izradom PCB-a za naš MPPT projekt solarnog punjača. Izgled PCB-a za gornji sklop također je dostupan za preuzimanje kao Gerber s veze.

Preuzmite GERBER za solarni punjač MPPT

Sad je naš dizajn spreman, vrijeme je da se izrade pomoću datoteke Gerber. Da biste PCB izveli s PCBGOGO, vrlo je jednostavno, jednostavno slijedite korake u nastavku -

1. korak: Uđite na www.pcbgogo.com, prijavite se ako ste prvi put. Zatim na karticu PCB Prototype unesite dimenzije vaše PCB-a, broj slojeva i broj PCB-a koji vam je potreban. Pod pretpostavkom da je PCB 80 cm × 80 cm, možete postaviti dimenzije kao što je prikazano dolje.

Korak 2: Nastavite klikom na gumb Quote Now . Bit ćete preusmjereni na stranicu na kojoj možete postaviti nekoliko dodatnih parametara ako je potrebno, poput razmaka trase, itd. Ali uglavnom će zadane vrijednosti raditi u redu. Ovdje moramo uzeti u obzir jedino cijenu i vrijeme. Kao što vidite, vrijeme izrade je samo 2-3 dana i košta samo 5 USD za našu PCB. Tada možete odabrati željeni način otpreme na temelju vaših zahtjeva.

Korak 3: Posljednji korak je prijenos Gerber datoteke i nastavak plaćanja. Da bi osigurao nesmetan postupak, PCBGOGO provjerava je li vaša Gerber datoteka valjana prije nego što nastavi s plaćanjem. Na ovaj način možete biti sigurni da je vaša PCB pogodna za proizvodnju i da će vas kontaktirati kao da ste predani.

Sastavljanje PCB-a

Nakon što je ploča naručena, stigla je do mene nakon nekoliko dana putem kurira u lijepo označenoj dobro spakiranoj kutiji i kao i uvijek, kvaliteta PCB-a bila je nevjerojatna. PCB koji sam primio prikazan je u nastavku. Kao što vidite, i gornji i donji sloj su ispali očekivano.

Sve su šupljine i jastučići bili odgovarajuće veličine. Trebalo mi je oko 15 minuta da se sklopim na pločicu PCB-a da dobijem radni krug. Sastavljena ploča prikazana je dolje.

Testiranje našeg MPPT solarnog punjača

Za ispitivanje kruga koristi se solarna ploča s 18V.56A nazivne vrijednosti. Sljedeća slika je detaljna specifikacija solarne ploče.

Za punjenje se koristi baterija 2P2S (8,4 V 4000mAH). Kompletni krug testiran je na umjerenom suncu -

Nakon što sve povežete, MPPT se postavlja kada je stanje sunca odgovarajuće i potenciometar se kontrolira dok LED za punjenje ne počne svijetliti. Strujni krug radio je prilično dobro, a detaljan rad, postavljanje i objašnjenje možete pronaći u video linku ispod.

Nadam se da ste uživali u projektu i naučili nešto korisno. Ako imate pitanja, ostavite ih u odjeljku za komentare u nastavku. Na našim forumima također možete dobiti odgovore na ostale tehničke upite.