Mppt sol laddningsregulator med LT3562

Nästan alla solbaserade system har ett associerat batteri som måste laddas från solenergi och sedan kommer energin från batteriet att användas för att driva lasterna. Det finns flera alternativ att ladda ett litiumbatteri, vi har också byggt en enkel litiumbatteriladdningskrets tidigare. Men för att ladda ett batteri med en solpanel är det mest populära valet MPPT eller maximal power point tracker topologi eftersom det ger mycket bättre noggrannhet än andra metoder som PWM-kontrollerade laddare.

MPPT är en algoritm som ofta används i solcellsladdare. Laddningsregulatorn mäter utgångsspänningen från panelerna och batterispänningen, och genom att hämta dessa två data jämför den dem för att bestämma den bästa effekten som panelen kan ge för att ladda batteriet. Oavsett situation, oavsett om det är i gott eller dåligt solljus, använder MPPT-laddningsregulatorn denna maximala effektutgångsfaktor och omvandlar den till den bästa laddningsspänningen och strömmen för batteriet. Närhelst kraftuttaget från solpanelen släpps minskar också batteriets laddningsström.

I dåliga solljusförhållanden laddas batteriet kontinuerligt enligt solpanelens uteffekt. Detta är vanligtvis inte fallet i normala solladdare. Eftersom varje solpanel har en maximal utström och en kortslutningsström. Närhelst solpanelen inte kunde tillhandahålla rätt strömutgång, faller spänningen avsevärt och belastningsströmmen ändras inte och korsar kortslutningsströmmen och gör att solpanelens utgångsspänning är noll. Därför stoppas laddningen helt i dåligt solljus. Men MPPT låter batteriet laddas även i dåligt solljus genom att kontrollera batteriets laddningsström.

MPPT är cirka 90-95% effektiva i konverteringen. Effektiviteten är dock också beroende av solcylinderdrivarens temperatur, batteritemperatur, solpanelens kvalitet och omvandlingseffektivitet. I detta projekt kommer vi att bygga en Solar MPPT-laddare för litiumbatterier och kontrollera produktionen. Du kan också kolla in det IoT-baserade solbatteriövervakningsprojektet där vi övervakar några kritiska batteriparametrar för ett litiumbatteri installerat i ett solsystem.

MPPT Charge Controller - Designöverväganden

Den MPPT laddningsregulatorn krets som vi designar i detta projekt kommer att ha följande specifikationer kött.

1. Det laddar ett 2P2S-batteri (6.4-8.4V)
2. Laddningsströmmen kommer att vara 600 mA
3. Det kommer att ha ett extra laddningsalternativ med en adapter.

Komponenter som krävs för att bygga MPPT Controller

1. LT3652-drivrutin
2. 1N5819 - 3 st
3. 10k kruka
4. 10uF kondensatorer - 2 st
5. Grön LED
6. Orange LED
7. 220k motstånd
8. 330k motstånd
9. 200k motstånd
10. 68uH Induktor
11. 1uF kondensator
12. 100uF kondensator - 2 st
13. Batteri - 7.4V
14. 1k motstånd 2 st
15. Fatuttag

MPPT Solar Charger Circuit Diagram

Den kompletta Solar Charge Controller Circuit finns i bilden nedan. Du kan klicka på den för en helsidesvy för att få bättre synlighet.

Kretsen använder LT3652 som är en komplett monolitisk nedladdningsbar batteriladdare som arbetar över ett ingångsspänningsområde på 4,95 V till 32 V. Således är det maximala ingångsområdet 4,95 V till 32 V för både sol och adapter. LT3652 ger en laddningsegenskaper med konstant ström / konstant spänning. Den kan programmeras genom strömavkänningsmotstånd för maximalt 2A laddström.

På utgångssektionen använder laddaren 3,3 V återkopplingsreferens för flottörspänning, så vilken önskad batteriets flottörspänning som helst upp till 14,4 V kan programmeras med en motståndsdelare. LT3652 innehåller också en programmerbar säkerhetstimer med en enkel kondensator. Den används för att avsluta laddningen efter att önskad tid har uppnåtts. Det är användbart att upptäcka batterifel.

LT3652 kräver MPPT-inställning där en potentiometer kan användas för att ställa in MPPT-punkten. När LT3652 drivs med en solpanel används ingångsregleringsslingan för att hålla panelen vid maximal uteffekt. Från varifrån regleringen upprätthålls beror på MPPT-inställningspotentiometern.

Alla dessa saker är kopplade till schemat. VR1 används för att ställa in MPPT-punkten. R2, R3 och R4 används för att ställa in 2S batteriladdningsspänning (8.4V). Formel för att ställa in batterispänning kan ges av-

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

Kondensatorn C2 används för att ställa in laddningstimern. Timern kan ställas in med formeln nedan-

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 ⁶ (i timmar)

D3 och C3 är boostdioden och boostkondensatorn. Den driver den interna omkopplaren och underlättar mättnaden av omkopplingstransistorn. Booststiftet arbetar från 0V till 8,5V.

R5 och R6 är ett strömavkänningsmotstånd anslutet parallellt. Laddningsströmmen kan beräknas med formeln nedan-

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Strömavkänningsmotståndet i schemat är vald 0,5 Ohm och 0,22 Ohm vilket är parallellt skapar 0,15 Ohm. Med hjälp av ovanstående formel kommer den att producera nästan 0,66A laddningsström. C4, C5 och C6 är utgångsfilterkondensatorer.

DC-jackuttaget är anslutet på ett sådant sätt att solpanelen lossnar om ett adapteruttag sätts in i adapteruttaget. D1 skyddar solpanelen eller adaptern från omvänd strömflöde under inga laddningsförhållanden.

Solar Charge Controller PCB-design

För den ovan diskuterade MMPT-kretsen designade vi MPPT-laddarens styrkort som visas nedan.

Designen har det nödvändiga GND-kopparplanet samt korrekt anslutande vias. LT3652 kräver dock adekvat PCB-kylfläns. Detta skapas med hjälp av GND-kopparplanet och placerar vias i det lödplanet.

Beställa PCB

Nu förstår vi hur schemat fungerar, vi kan fortsätta med att bygga PCB för vårt MPPT Solar Charger Project. PCB-layouten för ovanstående krets är också tillgänglig för nedladdning som Gerber från länken.

• Ladda ner GERBER för MPPT Solar Charger

Nu är vår design klar, det är dags att få dem tillverkade med Gerber-filen. För att få PCB gjort från PCBGOGO är det ganska enkelt, följ bara stegen nedan-

Steg 1: Gå in på www.pcbgogo.com, registrera dig om det är första gången. Ange sedan dimensionerna på din PCB, antalet lager och antalet PCB du behöver på fliken PCB Prototype. Förutsatt att kretskortet är 80 cm × 80 cm kan du ställa in måtten enligt nedan.

Steg 2: Fortsätt genom att klicka på knappen Citera nu . Du kommer till en sida där du kan ställa in några ytterligare parametrar om det behövs, t.ex. materialet som används spåravstånd etc. Men för det mesta kommer standardvärdena att fungera bra. Det enda som vi måste tänka på här är pris och tid. Som du kan se är byggtiden bara 2-3 dagar och det kostar bara 5 USD för vår PCB. Du kan sedan välja en föredragen leveransmetod baserat på ditt krav.

Steg 3: Det sista steget är att ladda upp Gerber-filen och fortsätta med betalningen. För att säkerställa att processen är smidig verifierar PCBGOGO om din Gerber-fil är giltig innan du fortsätter med betalningen. På så sätt kan du vara säker på att din PCB är tillverkningsvänlig och når dig som engagerad.

Montering av kretskortet

Efter att tavlan beställdes nådde den mig efter några dagar genom kurir i en snyggt märkt välpackad låda, och som alltid var PCB-kvaliteten fantastisk. PCB: n som mottogs av mig visas nedan. Som du ser har både det övre och det undre lagret visat sig som förväntat.

Vias och dynor var alla i rätt storlek. Det tog mig cirka 15 minuter att montera på kretskortet för att få en fungerande krets. Det monterade kortet visas nedan.

Testar vår MPPT Solar Charger

För att testa kretsen används en solpanel med 18V, 56A i betyg. Bilden nedan är den detaljerade specifikationen för solpanelen.

Ett 2P2S-batteri (8,4 V 4000 mAh) används för laddning. Hela kretsen testas i måttligt solskick -

Efter att ha anslutit allt, ställs MPPT in när solförhållandena är korrekt och potentiometern kontrolleras tills laddningslampan börjar lysa. Kretsen fungerade ganska bra och den detaljerade bearbetningen, installationen och förklaringen finns i videon som länkas nedan.

Hoppas att du gillade projektet och lärde dig något användbart. Om du har några frågor, vänligen lämna dem i kommentarfältet nedan. Du kan också använda våra forum för att få dina andra tekniska frågor besvarade.