Para fazer este circuito MPPT simples, primeiro modificamos um circuito de fonte de alimentação LM317 padrão em um conversor buck e o configuramos com um painel solar para implementar uma função MPPT.
Modificando uma fonte de alimentação LM317 em um MPPT Solar Optimizer
Em nosso artigo anterior, aprendemos como uma fonte de alimentação padrão LM317 pode ser transformada em um circuito de fonte de alimentação com conversor buck variável eficiente baseado em indutor.
Neste artigo, analisamos como o mesmo projeto de circuito pode ser aprimorado em um circuito MPPT eficaz pela adição de um optoacoplador LDR/LED e um estágio de circuito seguidor de tensão opamp.
O diagrama de circuito completo do circuito MPPT proposto usando o conversor buck LM317 pode ser visto na imagem a seguir:
A figura ilustra o circuito MPPT discutido, o LM317 e seus componentes associados formam um circuito conversor buck básico cuja saída pode ser variada simplesmente variando um resistor em C2.
Em nosso projeto de fonte de alimentação anterior, vimos um potenciômetro sendo posicionado em paralelo com C2 para habilitar o recurso de tensão de saída variável, no entanto, como o projeto atual deve executar um MPPT automático, este potenciômetro pode ser substituído por um acoplador óptico LDR/LED .
Como funcionam os circuitos
O acoplador óptico LED LDR é um dispositivo caseiro simples em que um LED vermelho e um LDR são selados frente a frente dentro de um minúsculo gabinete à prova de luz.
Os cabos LDR aqui podem ser vistos conectados em paralelo com C2, enquanto o LED está integrado com a saída de um estágio do circuito seguidor de tensão do amplificador operacional.
A entrada do opamp pode ser vista conectada ao painel solar através de um preset de 10k.
A ideia aqui é garantir que, à medida que a tensão do painel solar aumenta, a intensidade do opto LED também aumenta, o que, por sua vez, faz com que a resistência do LDR caia.
A resistência de queda faz com que o buck PWM reduza seus pulsos, evitando assim que a tensão de saída aumente, mas garantindo um aumento proporcional na corrente para a carga conectada.
Em um dos meus posts anteriores, entendemos que em qualquer projeto de conversor buck, a saída do conversor depende do PWM e da tensão de entrada.
Isso significa que se a tensão solar tende a aumentar, a saída de buck pode ser afetada e começar a aumentar proporcionalmente. Isso, por sua vez, pode causar sobrecarga do painel e degradar a eficiência do painel.
O presente projeto LM317 MPPT cuida dessa situação através do dispositivo LED/LDR e do recurso de resistor variável LM317, e combina os dois recursos em conjunto com um seguidor de tensão opamp para desenvolver um circuito MPPT baseado em PWM autoajustável eficaz.
O ajuste do preset opamp 10k parece ser bem simples.
Como ajustar a predefinição LM317 MPPT
Na luz solar ideal, a predefinição de 10k é ajustada de modo que a saída do conversor buck produza uma tensão no mesmo nível da especificação de tensão de carga.
Por exemplo, suponha que a carga seja uma bateria de 12V, nesse caso a predefinição de 10K é ajustada para produzir cerca de 14,4V.
Uma vez feito isso, a partir daqui, a saída pode ser assumida para se ajustar automaticamente em resposta ao brilho do sol … significando agora que o brilho do sol aumenta, o conversor LM317 buck se ajusta e estreita o PWM na base do Q1, inibindo qualquer aumento em tensão, mas no processo o indutor L1 e C4 garante que o excesso de luz solar seja transformado em uma quantidade proporcional de corrente extra para a bateria permitir um carregamento mais rápido.
Por outro lado, se o brilho do sol se deteriorar, o PWM tende a aumentar, fazendo com que a tensão da bateria se ajuste automaticamente mantendo o nível de 14,4V…… embora com uma redução proporcional na corrente.
A funcionalidade de auto otimização é realizada ao longo do dia, garantindo o resultado mais eficaz do painel para a carga conectada.
AVISO: O CIRCUITO MPPT SIMPLES EXPLICADO ACIMA USANDO LM317 É BASEADO NA SUPOSIÇÃO E SIMULAÇÃO DO AUTOR, OS VISITANTES SÃO ACONSELHADOS A AVALIAR O CONCEITO CUIDADOSAMENTE ANTES DE TENTÁ-LO NA PRÁTICA.
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