O post discute um simples circuito de carregador de bateria solar auto-otimizável baseado em IC 555 com circuito conversor buck que define e ajusta automaticamente a tensão de carregamento em resposta às condições de luz solar desbotada e tenta manter uma potência de carregamento ideal para a bateria, independentemente do sol intensidades de raios.
Usando um projeto de conversor de Buck PWM
O conversor buck PWM acoplado garante uma conversão eficiente para que o painel nunca seja submetido a condições estressantes.
Eu já discuti um interessante circuito de carregador solar tipo MPPT baseado em PWM solar, o projeto a seguir pode ser considerado uma versão atualizada do mesmo, pois inclui um estágio de conversor buck, tornando o projeto ainda mais eficiente do que a contraparte anterior.
Nota: Por favor, conecte um resistor de 1K entre o pino 5 e o terra do IC2 para o funcionamento correto do circuito.
O circuito de carregador de bateria solar auto-otimizável proposto com circuito conversor buck pode ser entendido com a ajuda da seguinte explicação:
O circuito consiste em três estágios básicos, a saber: o otimizador de tensão solar PWM usando um par de IC 555s na forma de IC1 e IC2, o amplificador de corrente mosfet PWM e o conversor buck usando L1 e os componentes associados.
IC1 é manipulado para produzir uma frequência de cerca de 80 Hz enquanto IC2 é configurado como comparador e gerador PWM.
Os 80 Hz do IC 1 são alimentados no pino 2 do IC2 que utiliza esta frequência para fabricar ondas triangulares em C1…. que são ainda comparadas com os potenciais instantâneos em seu pino 5 para dimensionar os PWMs corretos em seu pino 3.
O potencial do pino 5, como pode ser visto no diagrama, é derivado do painel solar através de um estágio divisor de potencial e um coletor comum BJT stgae.
A predefinição posicionada com este divisor de potencial é inicialmente ajustada adequadamente de modo que no pico de tensão do painel solar a saída do conversor buck produz a magnitude ideal de tensão adequada ao nível de carga da bateria conectada.
Uma vez que o acima é definido, o descanso é tratado automaticamente pelo estágio IC1/IC2.
Durante o pico de luz solar, os PWMs são encurtados adequadamente, garantindo o mínimo de estresse no painel solar, mas produzindo a tensão ideal correta para a bateria devido à presença do estágio do conversor buck (um projeto do tipo buck boost é o método mais eficiente de reduzir uma fonte de tensão sem forçar os parâmetros de origem)
Agora, à medida que a luz do sol começa a diminuir, a tensão no divisor de potencial definido também começa a cair proporcionalmente, o que é detectado no pino 5 do IC2 …. é capaz de manter a tensão de carregamento da bateria ideal necessária, isso implica que a bateria continua a receber a quantidade correta de energia, independentemente da iluminação retardada do sol.
L1 deve ser dimensionado adequadamente de modo que gere o nível de tensão ideal aproximado para a bateria quando o painel solar estiver em sua especificação de pico ou, em outras palavras, quando a luz do sol estiver na posição mais favorável para o painel solar.
RX é introduzido para determinar e restringir o limite máximo de corrente de carga para a bateria, pode ser calculado com a ajuda da seguinte fórmula:
Rx = 0,7 x 10 / Bateria AH
Como configurar o acima do circuito do carregador de bateria solar de auto-otimização com circuito conversor buck.
Suponha que um painel solar de pico de 24 V seja selecionado para carregar uma bateria de 12 V, o circuito pode ser configurado conforme as instruções abaixo:
Inicialmente não conecte nenhuma bateria na saída
Conecte 24 V de um adaptador C/DC externo nos pontos onde a entrada do painel solar deve ser alimentada.
Conecte um 12 V para o circuito IC1/IC2 de outro adaptador AC/DC.
Ajuste o pré-ajuste do divisor de potencial 10k até que um potencial de cerca de 11,8 V seja alcançado no pino 5 do IC2.
Em seguida, através de algum erro de tentativa, ajuste e otimize o número de voltas de L1 até que um 14,5 V seja medido na saída onde a bateria deve ser conectada.
Isso é tudo! o circuito está agora configurado e pronto para ser usado com o painel solar pretendido para obter procedimentos de carregamento baseados em buck PWM altamente eficientes e otimizados.
No acima circuito de carregador de bateria solar auto-otimizável com circuito conversor buck Tentei implementar e extrair uma tensão e saída de corrente opostas do circuito em relação à luz solar, no entanto, uma investigação mais profunda me fez perceber que, na verdade, ele não deveria estar respondendo de forma oposta. correspondente à luz do sol.
Porque no MPpT queremos extrair o máximo de potência durante a hora de pico, garantindo também que a carga não atrapalhe o painel e sua eficiência.
O diagrama revisado a seguir agora faz mais sentido, vamos tentar analisar o projeto rapidamente:
No design atualizado acima, fiz a seguinte alteração importante:
Eu adicionei um inversor NPN no pin3 do IC 2 para que agora os PWMs do IC 2 influenciem o mosfet para extrair a potência máxima do painel e reduza a potência gradualmente à medida que a luz do sol diminui.
Os pulsos PWM junto com o conversor buck garantem uma perfeita compatibilidade e máxima extração de potência do painel, mas diminui gradativamente em resposta à diminuição da intensidade do sol.
No entanto, a configuração acima garante um aspecto importante, garante uma relação de potência de entrada/saída equilibrada, que é sempre uma questão fundamental nos carregadores MPPT.
Além disso, caso a carga tente extrair uma quantidade excessiva de corrente, o limitador de corrente BC557 entra imediatamente em ação evitando a interrupção do bom funcionamento do MPPT cortando a energia da carga durante esses períodos.
Atualizar
Contemplando o Projeto Finalizado de um Circuito MPPT
Depois de passar por rigorosas avaliações adicionais, pude finalmente concluir que a segunda teoria discutida acima não pode estar correta. A primeira teoria faz mais sentido, pois um MPPT destina-se exclusivamente a extrair e converter os volts extras em corrente que podem estar disponíveis em um painel solar.
Por exemplo, suponha que se o painel solar tivesse 10V a mais do que as especificações de carga, gostaríamos de canalizar essa tensão extra para o conversor buck através de PWMs, de modo que o conversor buck seja capaz de produzir a quantidade especificada de tensão para a carga sem carregar nenhum dos parâmetros.
Para implementar isso, o PWM precisaria ser proporcionalmente mais fino enquanto o sol estivesse no pico e liberando os volts extras.
No entanto, à medida que a potência do sol diminuísse, os PWMs seriam obrigados a ampliar para que o conversor buck fosse continuamente ativado com a quantidade ideal de potência para fornecer a carga na taxa especificada, independentemente da intensidade do sol.
Para permitir que os procedimentos acima ocorram sem problemas e de forma otimizada, o primeiro projeto parece ser o mais adequado e aquele que poderia cumprir o requisito acima corretamente.
Portanto, o segundo projeto poderia ser simplesmente descartado e o primeiro projeto finalizado como o circuito MPT baseado em 555 correto.
Não achei apropriado deletar o segundo design porque existem vários comentários que parecem estar ligados ao segundo design, e removê-lo poderia tornar a discussão confusa para os leitores, por isso decidi manter os detalhes como estão e esclarecer o posição com esta explicação.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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