Mppt контролер за слънчево зареждане с помощта на lt3562

Почти всяка система, базирана на слънчева енергия, има свързана с нея батерия, която трябва да се зарежда от слънчева енергия и тогава енергията от батерията ще се използва за задвижване на товара. Налични са множество възможности за зареждане на литиева батерия, преди това сме изградили и проста верига за зареждане на литиева батерия. Но за зареждане на батерия със слънчев панел, най-популярният избор е MPPT или топологията на тракера с максимална мощност, тъй като осигурява много по-добра точност от други методи като PWM контролирани зарядни устройства.

MPPT е алгоритъм, често използван в слънчевите зарядни устройства. Контролерът за зареждане измерва изходното напрежение от панелите и напрежението на батерията, след което, като получава тези две данни, ги сравнява, за да реши най-добрата мощност, която панелът може да осигури за зареждане на батерията. При каквато и да е ситуацията, независимо дали е в добро или лошо състояние на слънчева светлина, контролерът за зареждане MPPT използва този максимален коефициент на изходна мощност и го преобразува в най-доброто напрежение и ток на зареждане за батерията. Всеки път, когато изходната мощност от слънчевия панел падне, токът на зареждане на батерията също намалява.

По този начин, при лоши условия на слънчева светлина, батерията непрекъснато се зарежда според изхода на слънчевия панел. Това обикновено не е така при нормалните слънчеви зарядни устройства. Тъй като всеки слънчев панел се предлага с максимален номинален изходен ток и ток на късо съединение. Когато слънчевият панел не може да осигури правилния токов изход, напрежението пада значително и токът на товара не се променя и пресича номиналния ток на късо съединение, което прави изходното напрежение на соларния панел нула. Следователно зареждането спира напълно при лоши условия на слънчева светлина. Но MPPT позволява на батерията да се зарежда дори при лошо слънчево състояние, като контролира тока на зареждане на батерията.

MPPT са около 90-95% ефективни при преобразуването. Ефективността обаче зависи и от температурата на слънчевия драйвер, температурата на батерията, качеството на слънчевия панел и ефективността на преобразуването. В този проект ще изградим Solar MPPT зарядно за литиеви батерии и ще проверим изхода. Можете също така да разгледате проекта за наблюдение на слънчева батерия, базиран на IoT, в който наблюдаваме някои критични параметри на батерията на литиева батерия, инсталирана в слънчева система.

MPPT контролер за зареждане - съображения при проектирането

Схемата на MPPT Charge контролер, която проектираме в този проект, ще има следните спецификации месо.

Той ще зареди 2P2S батерия (6.4-8.4V)
Зарядният ток ще бъде 600mA
Той ще има допълнителна опция за зареждане с помощта на адаптер.

Компоненти, необходими за изграждане на MPPT контролер

LT3652 драйвер
1N5819 - 3 бр
10к пот
Кондензатори 10uF - 2 бр
Зелен светодиод
Оранжев светодиод
220k резистор
330k резистор
200k резистор
68uH индуктор
1uF кондензатор
Кондензатор 100uF - 2 бр
Батерия - 7.4V
1k резистори 2 бр
Гнездо за цев

MPPT Схема на слънчево зарядно устройство

Пълната схема на контролера за слънчево зареждане може да бъде намерена на изображението по-долу. Можете да кликнете върху него за изглед на цяла страница, за да получите по-добра видимост.

Схемата използва LT3652, което е цялостно монолитно зарядно устройство за понижаващо се ниво, което работи в диапазона от 4,95 V до 32 V входно напрежение. По този начин максималният обхват на входа е 4,95 V до 32 V както за слънчева енергия, така и за адаптер. LT3652 осигурява характеристики на постоянен ток / постоянно напрежение. Може да се програмира чрез резистори с ток за максимален ток от 2A заряд.

В изходната секция зарядното устройство използва справка за обратна връзка с плаващо напрежение 3.3V, така че всяко желано плаващо напрежение на батерията до 14.4V може да бъде програмирано с резисторен делител. LT3652 също така съдържа програмируем таймер за безопасност, използващ обикновен кондензатор. Използва се за прекратяване на такса след достигане на желаното време. Полезно е да се откриват неизправности на батерията.

LT3652 изисква настройка на MPPT, където потенциометър може да се използва за задаване на точката на MPPT. Когато LT3652 се захранва с помощта на слънчев панел, входният регулационен контур се използва за поддържане на панела на пикова изходна мощност. От това къде се поддържа регулирането зависи от потенциометъра за настройка на MPPT.

Всички тези неща са свързани със схемата. VR1 се използва за задаване на MPPT точка. R2, R3 и R4 се използват за задаване на 2S напрежение за зареждане на батерията (8.4V). Формула за задаване на напрежението на батерията може да се даде от-

RFB1 = (VBAT (FLT) • 2.5 • 10 ⁵) /3.3 и RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 10 ⁵)) / (RFB1 - (2.5 • 10 ⁵))

Кондензаторът С2 се използва за настройка на таймера за зареждане. Таймерът може да се настрои, използвайки формулата по-долу-

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 ⁶ (за часове)

D3 и C3 са усилващ диод и усилващ кондензатор. Той задвижва вътрешния превключвател и улеснява насищането на превключвателния транзистор. Усилващият щифт работи от 0V до 8.5V.

R5 и R6 са паралелно свързани резистори за ток. Зарядният ток може да се изчисли, като се използва формулата по-долу

RSENSE = 0,1 / ICHG (МАКС)

Текущият сензорен резистор в схемата е избран 0,5 ома и 0,22 ома, което паралелно създава 0,15 ома. Използвайки горната формула, той ще произведе почти 0.66A заряден ток. C4, C5 и C6 са кондензатори на изходния филтър.

Буксирният жак за постоянен ток е свързан по такъв начин, че слънчевият панел ще се разкачи, ако в гнездото на адаптера се вкара адаптер. D1 ще предпази соларния панел или адаптера от обратен ток, без да се зарежда.

Дизайн на печатни платки на контролер за слънчево зареждане

За обсъдената по-горе MMPT схема, ние проектирахме платката на контролера за зарядно устройство MPPT, която е показана по-долу.

Дизайнът има необходимата медна равнина GND, както и подходящи свързващи отвори. LT3652 обаче изисква адекватен радиатор на печатни платки. Това се създава с помощта на медната равнина GND и поставяне на отвори в тази спояваща равнина.

Поръчка на печатни платки

Сега разбираме как работят схемите, можем да продължим с изграждането на печатната платка за нашия MPPT Solar Charger Project. Оформлението на печатни платки за горната схема също е достъпно за изтегляне като Gerber от връзката.

Изтеглете GERBER за слънчево зарядно устройство MPPT

Сега нашият дизайн е готов, време е да ги произведем с помощта на файла Gerber. За да направите печатната платка от PCBGOGO е доста лесно, просто следвайте стъпките по-долу -

Стъпка 1: Влезте в www.pcbgogo.com, регистрирайте се, ако за първи път. След това в раздела PCB Prototype въведете размерите на вашата PCB, броя на слоевете и броя на PCB, който ви е необходим. Ако приемем, че PCB е 80cm × 80cm, можете да зададете размерите, както е показано по-долу.

Стъпка 2: Продължете, като кликнете върху бутона Quote Now . Ще бъдете отведени до страница, където да зададете няколко допълнителни параметъра, ако е необходимо, като използвания материал на разстоянието между пистите и т.н. Но най-вече стойностите по подразбиране ще работят добре. Единственото нещо, което трябва да имаме предвид тук, е цената и времето. Както можете да видите Времето за изграждане е само 2-3 дни и струва само $ 5 за нашата PCB. След това можете да изберете предпочитан метод за доставка въз основа на вашите изисквания.

Стъпка 3: Последната стъпка е да качите файла Gerber и да продължите с плащането. За да се увери, че процесът е гладък, PCBGOGO проверява дали вашият Gerber файл е валиден, преди да продължи с плащането. По този начин можете да сте сигурни, че вашата PCB е удобна за изработка и ще се свърже с вас като ангажирана.

Сглобяване на печатната платка

След като платката беше поръчана, тя стигна до мен след няколко дни чрез куриер в добре етикетирана добре опакована кутия и както винаги, качеството на печатната платка беше страхотно. Получената от мен печатна платка е показана по-долу. Както виждате, както горният, така и долният слой се оказаха според очакванията.

Всички флакони и подложки бяха в правилния размер. Отне ми около 15 минути, за да се сглобя на платката за печатни платки, за да получа работна верига. Сглобената дъска е показана по-долу.

Тестване на нашето слънчево зарядно устройство MPPT

За тестване на веригата се използва слънчев панел с 18V.56A номинал. Изображението по-долу е подробна спецификация на слънчевия панел.

За зареждане се използва батерия 2P2S (8.4V 4000mAH). Цялата верига е тествана при умерено слънце -

След като свържете всичко, MPPT се настройва, когато състоянието на слънцето е правилно и потенциометърът се контролира, докато светодиодът за зареждане започне да свети. Веригата работи доста добре и подробната работа, настройка и обяснение могат да бъдат намерени във видеото, свързано по-долу.

Надявам се, че проектът ви е харесал и сте научили нещо полезно. Ако имате някакви въпроси, моля, оставете ги в раздела за коментари по-долу. Можете също да използвате нашите форуми, за да получите отговор на другите технически въпроси.