Mppt-aurinkoenergian säädin käyttäen lt3562

Lähes jokaisessa aurinkopohjaisessa järjestelmässä on akku, joka on ladattava aurinkoenergiasta, ja sitten akun energia käytetään kuormien kuljettamiseen. Litiumakun lataamiseen on useita vaihtoehtoja, olemme aiemmin rakentaneet yksinkertaisen litiumakun latauspiirin. Mutta akun lataamiseksi aurinkopaneelilla suosituin valinta on MPPT tai maksimitehopisteen seurantatopologia, koska se tarjoaa paljon paremman tarkkuuden kuin muut menetelmät, kuten PWM-ohjatut laturit.

MPPT on algoritmi, jota käytetään yleisesti aurinkolatureissa. Lataussäädin mittaa paneelien lähtöjännitteen ja akun jännitteen, sitten saamalla nämä kaksi tietoa verrataan niitä valitsemaan paras teho, jonka paneeli voisi tarjota akun lataamiseen. MPPT-latausohjain käyttää tätä tilannetta missä tahansa tilanteessa, hyvässä tai huonossa auringonvalossa, tätä maksimitehokerrointa ja muuntaa akun parhaan latausjännitteen ja virran. Aina kun aurinkopaneelin teho putoaa, myös akun latausvirta pienenee.

Siten huonossa auringonvalossa akku latautuu jatkuvasti aurinkopaneelin tehon mukaan. Näin ei yleensä ole normaalissa aurinkolaturissa. Koska jokaisella aurinkopaneelilla on suurin lähtövirta ja oikosulkuvirta. Aina kun aurinkopaneeli ei pystynyt tarjoamaan oikeaa virtalähtöä, jännite putoaa merkittävästi eikä kuormitusvirta muutu ja ylittää oikosulkuvirran, jolloin aurinkopaneelin lähtöjännite on nolla. Siksi lataus pysähtyy kokonaan huonossa auringonvalossa. Mutta MPPT sallii akun latautumisen myös heikossa auringonvalossa säätämällä akun latausvirtaa.

MPPT: t ovat noin 90-95% tehokkaita muunnoksessa. Tehokkuus riippuu kuitenkin myös aurinkokennon lämpötilasta, akun lämpötilasta, aurinkopaneelin laadusta ja muuntotehokkuudesta. Tässä projektissa rakennamme Solar MPPT -laturin litiumparistoille ja tarkistamme sen tuotoksen. Voit myös tarkistaa IoT-pohjaisen aurinkoparistojen seurantaprojektin, jossa seuraamme joitain aurinkokuntaan asennetun litiumakun kriittisiä akun parametreja.

MPPT Charge Controller - Suunnittelunäkökohdat

MPPT maksu-ohjain piiri että suunnittelemme tällä hankkeella on seuraavat spesifikaatiot lihaa.

Se lataa 2P2S-akun (6,4–8,4 V)
Latausvirta on 600 mA
Sillä on ylimääräinen latausvaihtoehto sovittimen avulla.

MPPT-ohjaimen rakentamiseen tarvittavat komponentit

LT3652-ohjain
1N5819 - 3 kpl
10k potti
10uF kondensaattorit - 2 kpl
Vihreä LED
Oranssi LED
220k vastus
330k vastus
200k vastus
68uH kela
1uF kondensaattori
100uF kondensaattori - 2 kpl
Akku - 7,4 V
1k vastukset 2 kpl
Tynnyriliitin

MPPT-aurinkolaturin piirikaavio

Koko aurinkolatausohjaimen piiri löytyy alla olevasta kuvasta. Voit napsauttaa sitä saadaksesi koko sivun näkymän saadaksesi paremman näkyvyyden.

Piiri käyttää LT3652: ta, joka on täydellinen monoliittinen akkulaturi, joka toimii 4,95 - 32 V: n tulojännitealueella. Siten suurin syöttöalue on 4,95 V - 32 V sekä aurinkokennolle että adapterille. LT3652 tarjoaa vakiovirran / vakiojännitteen varausominaisuudet. Se voidaan ohjelmoida nykyisten sensoreiden kautta enintään 2 A: n latausvirralle.

Lähtöosassa laturi käyttää 3,3 V: n kelluvajännitteen takaisinkytkentäohjeita, joten mikä tahansa haluttu akun kellujännite 14,4 V: iin asti voidaan ohjelmoida vastuksenjakajalla. LT3652 sisältää myös ohjelmoitavan turva-ajastimen, joka käyttää yksinkertaista kondensaattoria. Sitä käytetään latauksen lopettamiseen, kun haluttu aika on saavutettu. On hyödyllistä havaita akun viat.

LT3652 vaatii MPPT-asetukset, joissa potentiometriä voidaan käyttää MPPT-pisteen asettamiseen. Kun LT3652 saa virtaa aurinkopaneelista, tulon säätösilmukkaa käytetään pitämään paneeli huippulähtöteholla. Mistä säätöä ylläpidetään, riippuu MPPT-asetuspotentiometristä.

Kaikki nämä asiat ovat yhteydessä kaavioon. VR1: tä käytetään MPPT-pisteen asettamiseen. R2, R3 ja R4 käytetään 2S-akun latausjännitteen (8,4 V) asettamiseen. Kaava akun jännitteen asettamiseksi voidaan antaa

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

Kondensaattoria C2 käytetään latausajastimen asettamiseen. Ajastin voidaan asettaa seuraavalla kaavalla:

tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 ⁶ (tunteina)

D3 ja C3 ovat boost-diodi ja boost-kondensaattori. Se ajaa sisäistä kytkintä ja helpottaa kytkintransistorin kylläisyyttä. Tehostintappi toimii välillä 0 V - 8,5 V.

R5 ja R6 ovat virtamittausvastukseen kytketty rinnan. Latausvirta voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Kaaviossa oleva virtavirtavastus valitaan 0,5 ohmia ja 0,22 ohmia, mikä rinnakkain luo 0,15 ohmia. Yllä olevaa kaavaa käyttämällä se tuottaa melkein 0.66A latausvirtaa. C4, C5 ja C6 ovat lähtösuodattimen kondensaattoreita.

DC-tynnyriliitin on kytketty siten, että aurinkopaneeli irtoaa, jos sovitinpistoke työnnetään sovittimen liitäntään. D1 suojaa aurinkopaneelia tai virtalähdettä päinvastaiselta virtaukselta ilman lataustilaa.

Solar Charge Controller -piirilevyn suunnittelu

Edellä mainitulle MMPT-piirille suunniteltiin MPPT-laturin ohjaimen piirilevy, joka on esitetty alla.

Suunnittelussa on tarvittava GND-kuparitaso sekä oikeat liitäntäaukot. LT3652 vaatii kuitenkin riittävän piirilevyn jäähdytyselementin. Tämä luodaan käyttämällä GND-kuparitasoa ja sijoittamalla läpiviennit kyseiseen juotostasoon.

Piirilevyn tilaaminen

Nyt ymmärrämme, miten kaaviot toimivat, voimme jatkaa piirilevyn rakentamista MPPT-aurinkolatausprojektillemme. Yllä olevan piirin piirilevyn asettelu on myös ladattavissa Gerberinä linkistä.

Lataa GERBER MPPT-aurinkolaturille

Nyt suunnittelumme on valmis, on aika saada ne valmistettua Gerber-tiedostolla. Voit tehdä piirilevyn PCBGOGO: lta melko helppoa yksinkertaisesti noudattamalla seuraavia ohjeita:

Vaihe 1: Mene osoitteeseen www.pcbgogo.com, rekisteröidy, jos olet ensimmäinen kerta. Syötä sitten piirilevyn prototyyppi -välilehdelle piirilevyn mitat, kerrosten määrä ja tarvitsemasi piirilevyn määrä. Olettaen, että piirilevy on 80 cm × 80 cm, voit asettaa mitat alla olevan kuvan mukaisesti.

Vaihe 2: Jatka napsauttamalla Lainaa nyt -painiketta. Sinut siirretään sivulle, jossa voit tarvittaessa asettaa muutaman lisäparametrin, kuten käytetyn materiaalin raidan etäisyys jne. Mutta useimmiten oletusarvot toimivat hyvin. Ainoa asia, joka meidän on otettava huomioon tässä, on hinta ja aika. Kuten näette, rakennusaika on vain 2-3 päivää ja se maksaa vain 5 dollaria piirilevylle. Voit sitten valita haluamasi toimitustavan vaatimuksesi perusteella.

Vaihe 3: Viimeinen vaihe on lähettää Gerber-tiedosto ja jatkaa maksua. Varmistaaksesi prosessin sujuvuuden, PCBGOGO tarkistaa ennen maksun suorittamista, onko Gerber-tiedostosi kelvollinen. Näin voit olla varma, että piirilevysi on valmistusystävällinen ja tavoittaa sinut sitoutuneena.

Piirilevyn kokoaminen

Kun levy oli tilattu, se saapui minuun muutaman päivän kuluttua kuriirin kautta siististi merkittyyn, hyvin pakattuun laatikkoon, ja kuten aina, piirilevyn laatu oli mahtava. Minun vastaanottama piirilevy on esitetty alla. Kuten näette, sekä ylempi että alin kerros ovat osoittautuneet odotetusti.

Vias ja tyynyt olivat kaikki oikean kokoisia. Kesti noin 15 minuuttia kokoonpano piirilevylle saada toimiva piiri. Kokoonpano on esitetty alla.

Testataan MPPT-aurinkolaturia

Piirin testaamiseen käytetään aurinkopaneelia, jonka luokitus on 18 V.56A. Seuraava kuva on aurinkopaneelin yksityiskohtainen erittely.

Lataamiseen käytetään 2P2S-paristoa (8,4 V 4000 mAh). Koko piiri testataan kohtalaisessa auringonvalossa -

Kun kaikki on yhdistetty, MPPT asetetaan, kun aurinko-olosuhteet ovat kunnossa ja potentiometriä ohjataan, kunnes latauksen merkkivalo alkaa palaa. Piiri toimi melko hyvin, ja yksityiskohtainen työskentely, asennus ja selitykset löytyvät alla olevasta videosta.

Toivottavasti pidit projektista ja opit jotain hyödyllistä. Jos sinulla on kysyttävää, jätä ne alla olevaan kommenttiosioon. Voit myös käyttää foorumeitamme saadaksesi vastauksia muihin teknisiin kysymyksiisi.