Mppt solopladningsregulator ved hjælp af LT3562

Næsten ethvert solbaseret system har et associeret batteri, som skal oplades fra solenergi, og derefter bruges energien fra batteriet til at drive belastningerne. Der er flere valgmuligheder til opladning af et lithiumbatteri, vi har også tidligere bygget et simpelt lithiumbatteriladekredsløb. Men for at oplade et batteri med et solpanel er det mest populære valg MPPT eller maksimal power point tracker- topologi, fordi det giver meget bedre nøjagtighed end andre metoder som PWM-styrede opladere.

MPPT er en algoritme, der ofte bruges i solopladere. Opladningsregulatoren måler udgangsspændingen fra panelerne og batterispændingen, og ved at hente disse to data sammenligner den dem for at bestemme den bedste effekt, som panelet kunne levere til at oplade batteriet. Uanset om det er tilfældet, uanset om det er i god eller dårlig sollystilstand, bruger MPPT-opladningsregulatoren denne maksimale effektudgangsfaktor og konverterer dette til den bedste opladningsspænding og strøm for batteriet. Når strømforsyningen fra solpanelet falder, falder batteriets ladestrøm også.

Under dårlige sollysforhold oplades batteriet således kontinuerligt i henhold til solpanelets output. Dette er normalt ikke tilfældet i normale solopladere. Fordi hvert solcellepanel har en maksimal udgangsstrøm og en kortslutningsstrøm. Når solcellepanelet ikke kunne levere den rette strømudgang, falder spændingen betydeligt, og belastningsstrømmen ændres ikke og krydser kortslutningsstrømmen, hvilket gør, at solpanelets udgangsspænding er nul. Derfor stoppes opladningen helt under dårlige sollysforhold. Men MPPT tillader, at batteriet oplades selv i dårlig sollys ved at kontrollere batteriets ladestrøm.

MPPT'er er omkring 90-95% effektive i konverteringen. Effektiviteten er dog også pålidelig på soltemperaturen, batteritemperaturen, solpanelets kvalitet og konverteringseffektiviteten. I dette projekt vil vi bygge en Solar MPPT-oplader til lithiumbatterier og kontrollere output. Du kan også tjekke det IoT-baserede solbatteriovervågningsprojekt, hvor vi overvåger nogle kritiske batteriparametre for et lithiumbatteri installeret i et solsystem.

MPPT Charge Controller - Designovervejelser

Den MPPT Charge controller kredsløb, at vi designer i dette projekt vil have følgende specifikationer kød.

Det oplader et 2P2S batteri (6.4-8.4V)
Opladningsstrømmen vil være 600 mA
Det har en ekstra opladningsmulighed ved hjælp af en adapter.

Komponenter påkrævet til bygning af MPPT-controller

LT3652 Driver
1N5819 - 3 stk
10 k gryde
10uF kondensatorer - 2 stk
Grøn LED
Orange LED
220 k modstand
330k modstand
200k modstand
68uH Induktor
1uF kondensator
100uF kondensator - 2 stk
Batteri - 7.4V
1k modstande 2 stk
Tøndehylse

MPPT Solar Charger Circuit Diagram

Den komplette Solar Charge Controller Circuit kan findes på billedet nedenfor. Du kan klikke på den for at få en fuld sidevisning for at få bedre synlighed.

Kredsløbet bruger LT3652, som er en komplet monolitisk nedadgående batterioplader, der fungerer over et 4,95 V til 32 V indgangsspændingsområde. Således er det maksimale inputområde 4,95V til 32V for både sol og adapter. LT3652 giver en konstant strøm / konstant spændingsladningsegenskaber. Det kan programmeres gennem strømfølsom modstande til maksimalt 2A ladestrøm.

På udgangssektionen anvender opladeren 3,3 V feedback-referencespecifikation, så enhver ønsket batterispænding op til 14,4 V kan programmeres med en modstandsdeler. LT3652 indeholder også en programmerbar sikkerhedstimer, der bruger en simpel kondensator. Det bruges til afslutning af opladning, når den ønskede tid er nået. Det er nyttigt at opdage batterifejl.

LT3652 kræver MPPT-opsætning, hvor et potentiometer kan bruges til at indstille MPPT-punktet. Når LT3652 får strøm ved hjælp af et solpanel, bruges inputreguleringssløjfen til at opretholde panelet ved maksimal udgangseffekt. Fra hvor reguleringen opretholdes afhænger af MPPT-opsætningspotentiometeret.

Alle disse ting er forbundet med skematisk. VR1 bruges til at indstille MPPT-punktet. R2, R3 og R4 bruges til at indstille 2S-batteriets opladningsspænding (8,4 V). Formel til indstilling af batterispænding kan gives ved-

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

Kondensatoren C2 bruges til at indstille opladningstimeren. Timeren kan indstilles ved hjælp af nedenstående formel-

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 ⁶ (i timer)

D3 og C3 er boostdioden og boostkondensatoren. Det driver den interne switch og letter mætning af switch transistoren. Boost pin fungerer fra 0V til 8,5V.

R5 og R6 er en strømfølsom modstand forbundet parallelt. Ladestrømmen kan beregnes ved hjælp af nedenstående formel-

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Den nuværende følemodstand i skematisk er valgt 0,5 ohm og 0,22 ohm, hvilket er parallelt skaber 0,15 ohm. Ved hjælp af ovenstående formel producerer den næsten 0,66A ladestrøm. C4, C5 og C6 er outputfilterkondensatorer.

DC-tønderstikket er tilsluttet på en sådan måde, at solpanelet afbrydes, hvis et adapterstik sættes i adapterstikket. D1 beskytter solpanelet eller adapteren mod omvendt strøm under ingen opladningsforhold.

Solar Charge Controller PCB Design

Til det ovennævnte MMPT-kredsløb designede vi MPPT-opladerkontrollerkortet, der er vist nedenfor.

Designet har det nødvendige GND kobberplan samt ordentlige forbindelsesvias. LT3652 kræver dog tilstrækkelig printplade-kølelegeme. Dette oprettes ved hjælp af GND kobberplanet og placerer vias i dette loddeplan.

Bestilling af printkortet

Nu forstår vi, hvordan skemaerne fungerer, vi kan fortsætte med at opbygge printkortet til vores MPPT Solar Charger Project. PCB-layoutet til ovenstående kredsløb kan også downloades som Gerber fra linket.

Download GERBER til MPPT soloplader

Nu er vores design klar, det er på tide at få dem fabrikeret ved hjælp af Gerber-filen. For at få printkortet gjort fra PCBGOGO er det ganske let, skal du blot følge nedenstående trin-

Trin 1: Gå ind på www.pcbgogo.com, tilmeld dig, hvis det er første gang. Indtast derefter dimensionerne på din PCB, antallet af lag og antallet af PCB, du har brug for, på fanen PCB Prototype. Forudsat at printkortet er 80 cm × 80 cm, kan du indstille målene som vist nedenfor.

Trin 2: Fortsæt ved at klikke på knappen Citér nu . Du vil blive ført til en side, hvor du kan indstille et par ekstra parametre, hvis det kræves, som det anvendte materiale sporafstand osv. Men for det meste fungerer standardværdierne fint. Det eneste, vi skal overveje her, er pris og tid. Som du kan se, er byggetiden kun 2-3 dage, og det koster kun $ 5 for vores printkort. Du kan derefter vælge en foretrukken forsendelsesmetode baseret på dit krav.

Trin 3: Det sidste trin er at uploade Gerber-filen og fortsætte med betalingen. For at sikre, at processen er glat, verificerer PCBGOGO, om din Gerber-fil er gyldig, inden du fortsætter med betalingen. På denne måde kan du være sikker på, at dit print er fabrikationsvenligt og når dig som engageret.

Montering af printkortet

Efter bestyrelsen blev bestilt, nåede den mig efter nogle dage gennem kurer i en pænt mærket, godt pakket kasse, og som altid var kvaliteten af printkortet fantastisk. PCB'et, der blev modtaget af mig, er vist nedenfor. Som du ser, har både det øverste og nederste lag vist sig som forventet.

Vias og pads var alle i den rigtige størrelse. Det tog mig omkring 15 minutter at samle mig på printkort for at få et arbejdskredsløb. Det samlede bræt er vist nedenfor.

Test af vores MPPT soloplader

For at teste kredsløbet anvendes et solcellepanel med en rating på 18V.56A. Billedet nedenfor er den detaljerede specifikation af solpanelet.

Et 2P2S batteri (8.4V 4000mAH) batteri bruges til opladning. Det komplette kredsløb testes i moderat soltilstand -

Efter tilslutning af alt indstilles MPPT, når soltilstanden er korrekt, og potentiometeret styres, indtil opladnings-LED'en begynder at lyse. Kredsløbet fungerede ret godt, og den detaljerede arbejde, opsætning og forklaring kan findes i videoen, der er linket nedenfor.

Håber du nød projektet og lærte noget nyttigt. Hvis du har spørgsmål, skal du lade dem være i kommentarfeltet nedenfor. Du kan også bruge vores fora til at få dine andre tekniske spørgsmål besvaret.