Sirkuit Pengisi Daya Baterai Surya Mengoptimalkan Diri

Postingan ini membahas rangkaian charger baterai solar self optimizing berbasis IC 555 sederhana dengan rangkaian buck converter yang secara otomatis mengatur dan menyesuaikan tegangan pengisian sebagai respons terhadap kondisi sinar matahari yang memudar, dan mencoba untuk mempertahankan daya pengisian yang optimal untuk baterai, terlepas dari matahari. intensitas sinar.

Menggunakan Desain Konverter Buck PWM

Konverter uang PWM yang terpasang memastikan konversi yang efisien sehingga panel tidak pernah mengalami kondisi stres.

Saya sudah membahas satu hal yang menarik rangkaian solar charger tipe MPPT berbasis PWM surya , desain berikut dapat dianggap sebagai versi yang ditingkatkan karena termasuk tahap konverter uang yang membuat desain lebih efisien daripada versi sebelumnya.

Catatan: Harap hubungkan resistor 1K di pin5 dan ground IC2 untuk berfungsinya rangkaian dengan benar.

Surya pengoptimalan diri yang diusulkan sirkuit pengisi daya baterai Dengan rangkaian buck converter dapat dipahami dengan bantuan penjelasan berikut:

Rangkaian terdiri dari tiga tahapan dasar yaitu: pengoptimal tegangan surya PWM menggunakan pasangan IC 555s berupa IC1 dan IC2, penguat arus PWM mosfet dan konverter buck menggunakan L1 dan komponen terkait.

IC1 dicurangi untuk menghasilkan frekuensi sekitar 80 Hz sedangkan IC2 dikonfigurasi sebagai pembanding dan generator PWM.

80 Hz dari IC 1 diumpankan ke pin2 dari IC2 yang menggunakan frekuensi ini untuk membuat gelombang segitiga melintasi C1 .... yang selanjutnya dibandingkan dengan potensial sesaat pada pin5 untuk menentukan dimensi PWM yang benar pada pin3-nya.

Potensial pin5 seperti yang dapat dilihat pada diagram, berasal dari panel surya melalui tahap pembagi potensial dan kolektor umum BJT.

Preset yang diposisikan dengan pembagi potensial ini pada awalnya disesuaikan dengan tepat sehingga pada tegangan panel surya puncak, output dari konverter uang menghasilkan besaran tegangan optimal yang sesuai dengan tingkat pengisian baterai yang terhubung.

Setelah di atas disetel, istirahat ditangani secara otomatis oleh tahap IC1 / IC2.

Selama puncak sinar matahari, PWM dipersingkat dengan tepat untuk memastikan tegangan minimum pada panel surya namun menghasilkan tegangan optimal yang benar untuk baterai karena adanya tahap konverter uang (jenis desain buck boost adalah metode paling efisien untuk mengurangi sumber tegangan tanpa menekankan parameter sumber)

Sekarang, ketika cahaya matahari mulai mengurangi tegangan di pembagi potensial yang ditetapkan juga mulai turun secara proporsional yang terdeteksi pada pin5 dari IC2 .... pada mendeteksi penurunan bertahap tegangan sampel ini IC2 mulai melebarkan PWM sehingga keluaran buck mampu mempertahankan voltase pengisian baterai optimal yang dibutuhkan, ini berarti baterai terus menerima jumlah daya yang benar terlepas dari perlambatan cahaya matahari.

L1 harus memiliki dimensi yang tepat sehingga menghasilkan perkiraan level tegangan optimal untuk baterai ketika panel surya berada pada spesifikasi puncaknya atau dengan kata lain ketika sinar matahari berada pada posisi yang paling menguntungkan untuk panel surya.

RX diperkenalkan untuk menentukan dan membatasi batas arus pengisian maksimum untuk baterai, ini dapat dihitung dengan bantuan rumus berikut:

Rx = 0,7 x 10 / Baterai AH

Cara menyiapkan rangkaian charger baterai solar di atas dengan pengoptimalan diri sendiri dengan rangkaian konverter uang.

Misalkan panel surya puncak 24 V dipilih untuk mengisi daya baterai 12 V, rangkaian dapat diatur seperti yang diinstruksikan di bawah ini:

Awalnya jangan menghubungkan baterai apa pun pada output

Hubungkan 24 V dari adaptor C / DC eksternal melintasi titik-titik di mana input panel surya harus diumpankan.

Hubungkan 12 V untuk sirkuit IC1 / IC2 dari adaptor AC / DC lain.

Sesuaikan preset 10k pembagi potensial hingga potensi sekitar 11,8 V tercapai pada pin5 dari IC2.

Selanjutnya, melalui beberapa trial error tweak dan optimalkan jumlah putaran L1 hingga 14,5 V diukur pada output di mana baterai harus dihubungkan.

Itu saja! sirkuit sekarang diatur dan siap untuk digunakan dengan panel surya yang dimaksudkan untuk mendapatkan prosedur pengisian berbasis uang PWM yang sangat efisien dan dioptimalkan.

Di atas Mengoptimalkan diri sendiri rangkaian pengisi daya baterai surya dengan rangkaian konverter uang Saya telah mencoba untuk menerapkan dan mengekstrak tegangan dan keluaran arus yang berbeda-beda dari rangkaian sehubungan dengan sinar matahari, namun penyelidikan yang lebih dalam membuat saya menyadari bahwa sebenarnya seharusnya tidak merespons sebaliknya sesuai dengan sinar matahari.

Karena di MPpT kami ingin mengekstraksi daya maksimum selama jam sibuk sambil juga memastikan bahwa beban tidak membebani panel dan efisiensinya.

Diagram yang direvisi berikut sekarang lebih masuk akal, mari kita coba menganalisis desain dengan cepat:

Dalam desain yang diperbarui di atas, saya telah membuat perubahan penting berikut:

Saya telah menambahkan inverter NPN pada pin3 dari IC 2 sehingga sekarang PWM dari IC 2 mempengaruhi MOSFET untuk mengekstraksi daya maksimum dari panel dan mengurangi daya secara bertahap saat cahaya matahari berkurang.

Pulsa PWM bersama dengan konverter uang menjamin kompatibilitas sempurna dan ekstraksi daya maksimum dari panel, tetapi berkurang secara bertahap sebagai respons terhadap intensitas matahari yang berkurang.

Namun, pengaturan di atas memastikan tentang satu aspek penting, ini memastikan rasio daya input / output yang seimbang yang selalu menjadi masalah utama dalam pengisi daya MPPT.

Lebih lanjut jika dalam kasus beban mencoba untuk mengekstrak jumlah arus yang berlebihan, pembatas arus BC557 segera bekerja mencegah gangguan kelancaran fungsi MPPT dengan memutus daya ke beban selama periode tersebut.

Memperbarui

Merenungkan Desain Akhir dari Sirkuit MPPT

Setelah melalui penilaian lebih lanjut yang ketat, saya akhirnya dapat menyimpulkan bahwa teori kedua yang dibahas di atas tidak mungkin benar. Teori pertama lebih masuk akal karena MPPT dimaksudkan hanya untuk mengekstraksi dan mengubah volt ekstra menjadi arus yang mungkin tersedia dari panel surya.

Sebagai contoh misalkan jika panel surya memiliki 10V lebih dari spesifikasi beban, maka kami ingin menyalurkan tegangan ekstra ini ke konverter buck melalui PWM sehingga konverter uang dapat menghasilkan jumlah tegangan yang ditentukan ke beban tanpa memuat apa pun. dari parameter.

Untuk menerapkan ini, PWM harus lebih tipis secara proporsional saat matahari berada di puncak dan melepaskan volt ekstra.

Namun, saat daya matahari berkurang, PWM akan diperlukan untuk memperluas sehingga konverter uang terus diaktifkan dengan jumlah daya yang optimal untuk memasok beban pada laju yang ditentukan terlepas dari intensitas matahari.

Agar prosedur di atas dapat berjalan dengan lancar dan optimal, desain pertama tampaknya paling sesuai dan dapat memenuhi persyaratan di atas dengan benar.

Oleh karena itu desain kedua dapat dengan mudah dibuang dan desain pertama diselesaikan sebagai sirkuit MPT berbasis 555 yang benar.

Saya merasa kurang tepat untuk menghapus desain kedua karena ada berbagai komentar yang sepertinya terkait dengan desain kedua, dan menghapusnya bisa membuat pembahasan membingungkan bagi pembaca, oleh karena itu saya putuskan untuk tetap menjaga detail sebagaimana adanya dan mengklarifikasi posisi dengan penjelasan ini.