Aby stworzyć ten prosty obwód MPPT, najpierw modyfikujemy standardowy obwód zasilania LM317 w konwerter buck, a następnie konfigurujemy go z panelem słonecznym do implementacji funkcji MPPT.

Modyfikacja zasilacza LM317 w optymalizator słoneczny MPPT

W naszym poprzednim artykule dowiedzieliśmy się, jak standardowy zasilacz LM317 można przekształcić w wydajny oparty na cewce indukcyjnej zmienny obwód zasilania przetwornicy buck.

W tym artykule analizujemy, jak ten sam projekt obwodu można ulepszyć do efektywnego obwodu MPPT przez dodanie transoptora LDR / LED i stopni obwodu wtórnika napięcia wyjściowego.

Pełny schemat obwodu proponowanego obwodu MPPT wykorzystującego konwerter buck LM317 można zobaczyć na poniższym obrazku:

Pojedynczy obwód MPPT oparty na LM317

Rysunek ilustruje omawiany obwód MPPT, LM317 i powiązane z nim komponenty stanowią podstawę obwód konwertera buck których moc wyjściową można zmieniać, po prostu zmieniając rezystor na C2.

W naszym poprzednim projekcie zasilacza widzieliśmy, że garnek jest ustawiony równolegle z C2 w celu włączenia funkcji zmiennego napięcia wyjściowego, jednak ponieważ obecny projekt ma wykonywać automatyczny MPPT, ten garnek można było zastąpić łącznikiem optycznym LDR / LED .

Jak działają obwody

Plik Sprzęgacz optyczny LED LDR to proste urządzenie domowej roboty gdzie czerwona dioda LED i LDR są uszczelnione twarzą w twarz w małej, odpornej na światło obudowie.

Tutaj można zobaczyć przewody LDR połączone równolegle z C2, podczas gdy dioda LED jest zintegrowana z wyjściem stopnia obwodu wtórnika napięcia operacyjnego.

Wejście wzmacniacza operacyjnego można zobaczyć połączone z panelem słonecznym za pomocą ustawienia wstępnego 10k.

Chodzi o to, aby upewnić się, że wraz ze wzrostem napięcia paneli słonecznych wzrasta również natężenie diody optycznej, co z kolei powoduje spadek rezystancji LDR.

Spadek rezystancji powoduje, że buck PWM zwęża swoje impulsy, zapobiegając w ten sposób wzrostowi napięcia wyjściowego, ale mimo to zapewnia proporcjonalny wzrost prądu dla podłączonego obciążenia.

W jednym z moich wcześniejszych postów zrozumieliśmy, że w każdym Konstrukcja konwertera buck wyjście z konwertera zależy od PWM i napięcia wejściowego .

Oznacza to, że jeśli napięcie słoneczne ma tendencję do wzrostu, może to wpłynąć na produkcję złotówki i zacząć proporcjonalnie rosnąć. To z kolei może spowodować przeciążenie panelu i pogorszenie jego wydajności.

Obecna konstrukcja LM317 MPPT rozwiązuje tę sytuację za pomocą urządzenia LED / LDR i funkcji rezystora zmiennego LM317 i łączy te dwie funkcje w połączeniu z wtórnikiem napięciowym wzmacniacza operacyjnego, aby opracować skuteczny samoregulujący obwód MPPT oparty na PWM.

Regulacja ustawienia wstępnego opamp 10k wydaje się dość prosta.

Jak wyregulować ustawienie wstępne MPPT LM317

Przy optymalnym nasłonecznieniu, ustawienie wstępne 10k jest regulowane tak, że wyjście z przetwornika buck wytwarza napięcie zgodne ze specyfikacją napięcia obciążenia.

Na przykład załóżmy, że obciążeniem jest bateria 12 V, w tym przypadku ustawienie wstępne 10 K jest dostosowane do wytwarzania około 14,4 V.

Po wykonaniu tej czynności można założyć, że wyjście dostosuje się samoczynnie w odpowiedzi na światło słoneczne ... co oznacza, że teraz, gdy światło słoneczne zwiększa, konwerter buck LM317 sam dostosowuje się i zwęża PWM u podstawy Q1, hamując wzrost pod napięciem, ale w tym procesie cewka indukcyjna L1 i C4 zapewnia, że nadmierne nasłonecznienie jest przekształcane w proporcjonalną ilość dodatkowego prądu dla akumulatora, aby umożliwić szybsze ładowanie.

I odwrotnie, jeśli słońce się pogarsza, PWM ma tendencję do rozszerzania się, powodując automatyczną regulację napięcia akumulatora, utrzymując poziom 14,4 V ...... aczkolwiek z proporcjonalnym zmniejszeniem prądu.