W artykule wyjaśniono hybrydowy obwód ładowarki słonecznej i wiatrowej z podwójnym wejściem, wykorzystujący tanie i zwykłe komponenty.

Pomysł został zgłoszony przez jednego z zainteresowanych członków tego bloga.

Specyfikacja techniczna

Dobrze po południu. Projektuję „obwód regulatora pozyskiwania energii słonecznej i wiatrowej”, który ma dwa wejścia i jedno wyjście.
Panel słoneczny PV (0-21 V DC), a drugie wejście to turbina wiatrowa (15 V DC).
Obwód musi być zaprojektowany do ładowania akumulatora 12 V. prąd wyjściowy dostarczany do naładowanego akumulatora nie może przekraczać 3,5A.
Moja grupa i ja wyjęliśmy kilka obwodów z internetu i zasymulowaliśmy je przy użyciu pspice, żaden z nich nie daje nam prądu wyjściowego 3,5 A. Proszę, proszę pana, czy może pan nam pomóc w przykładach obwodów, których możemy użyć.

Projektowanie

W jednym z moich poprzednich postów przedstawiłem podobną koncepcję, która umożliwiała ładowanie baterii z dwóch źródeł energii, takich jak wiatr i słońce, jednocześnie i bez potrzeby jakiejkolwiek ręcznej interwencji.

Powyższy projekt oparty jest na koncepcji PWM i dlatego może być nieco złożony i trudny do optymalizacji dla laika lub nowego hobbysty.

Prezentowany tutaj układ ma dokładnie te same cechy, czyli umożliwia ładowanie akumulatora z dwóch różnych źródeł, zachowując przy tym konstrukcję niezwykle prostą, wydajną, tanią i bezproblemową.

Rozważmy szczegółowo obwód, korzystając z następującego wyjaśnienia:

Schemat obwodu

Powyższy rysunek przedstawia proponowany układ podwójnej hybrydowej ładowarki akumulatorów wykorzystujący energię słoneczną i wiatrową, wykorzystujący bardzo zwykłe elementy, takie jak wzmacniacze operacyjne i tranzystory.

Widzimy zastosowane dwa dokładnie podobne stopnie wzmacniacza, jeden po lewej stronie akumulatora, a drugi po prawej stronie akumulatora.

Etap opamp po lewej stronie staje się odpowiedzialny za akceptację i regulację źródła energii wiatrowej, podczas gdy stopień opamp po prawej stronie przetwarza energię słoneczną do ładowania jednej wspólnej baterii w środku.

Chociaż oba etapy wyglądają podobnie, sposoby regulacji są różne. Obwód kontrolera energii wiatru reguluje energię wiatru poprzez przetaczanie lub zwieranie nadmiaru energii do ziemi, podczas gdy stopień procesora słonecznego robi to samo, ale poprzez odcięcie nadmiaru energii zamiast bocznikowania.

Wyżej wyjaśnione dwa tryby są kluczowe, ponieważ w generatorach wiatrowych, które są zasadniczo alternatorami, wymagają bocznikowania nadwyżki energii, a nie odcinania, tak aby cewka wewnątrz mogła być chroniona przed nadmiernym prądem, co również utrzymuje prędkość alternatora kontrolowana szybkość.

Oznacza to, że koncepcja może być również wdrożona w zastosowaniach ELC również.

Jak opamp jest skonfigurowany do działania

Teraz przyjrzyjmy się działaniu etapów opampa, korzystając z następujących punktów:

Plik opamps są skonfigurowane jako komparatory gdzie pin # 3 (wejście nieodwracające) jest używany jako wejście czujnikowe, a pin # 2 (wejście odwracające) jako wejście odniesienia.

Rezystory R3 / R4 są tak dobrane, że przy wymaganym napięciu ładowania akumulatora styk nr 3 staje się po prostu wyższy niż poziom odniesienia styku nr 2.

Dlatego, gdy energia wiatru jest doprowadzana do lewego obwodu, wzmacniacz operacyjny śledzi napięcie i gdy tylko spróbuje przekroczyć ustawione napięcie progowe, pin nr 6 układu scalonego przechodzi w stan wysoki, co z kolei włącza tranzystor T1.

T1 natychmiast zwiera nadmiar energii, ograniczając napięcie do akumulatora do pożądanego bezpiecznego limitu. Proces ten przebiega w sposób ciągły, zapewniając wymaganą regulację napięcia na zaciskach akumulatora.

Stopień opampu po stronie panelu słonecznego również realizuje tę samą funkcję, jednak tutaj wprowadzenie T2 zapewnia, że ilekroć energia słoneczna jest wyższa niż ustawiony próg, T2 odcina ją, regulując w ten sposób zasilanie akumulatora o określonej szybkość, która chroni baterię, a także panel przed nietypowymi niesprawnymi sytuacjami.

R4 z obu stron może zostać zastąpiony nastawą ułatwiającą ustawienie progu poziomu naładowania baterii.

Aktualny etap kontroli

Zgodnie z żądaniem prąd do akumulatora nie może przekraczać 3,5 A. Aby to wyregulować, można zobaczyć samodzielny ogranicznik prądu przymocowany do ujemnego bieguna akumulatora.

Jednak konstrukcja pokazana poniżej może być używana przy prądzie do 10 A i do ładowania akumulatora do 100 Ah

Ten projekt można zbudować za pomocą następującego obwodu:

R2 można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

R2 = 0,7 / prąd ładowania
moc rezystora = 0,7 x prąd ładowania

Lista części obwodu podwójnej hybrydowej ładowarki baterii wykorzystującej wiatr słoneczny

R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
Z1, Z2 = 3 V lub 4,7 V, 1/2 W dioda Zenera
C1 = 100 uF / 25 V.
T1, T2 = TIP142,
T3 = BC547
D2 = 1N4007
Czerwone diody LED = 2 szt
D1 = dioda prostownicza 10 A lub dioda Schottky'ego
Opamps = LM358 lub podobny

Obwód hybrydowej ładowarki z podwójnym wejściem DC

Podobny drugi projekt hybrydowy poniżej opisuje prostą ideę, która umożliwia przetwarzanie dwóch różnych źródeł wejściowych prądu stałego pochodzących z różnych źródeł odnawialnych.

Ten hybrydowy obwód przetwarzania energii odnawialnej zawiera również stopień przemiennika podwyższającego, który skutecznie podnosi napięcie dla wymaganych operacji wyjściowych, takich jak ładowanie akumulatora. Pomysł został zgłoszony przez jednego z zainteresowanych czytelników tego bloga.

Specyfikacja techniczna

Cześć, jestem studentem ostatniego roku inżynierii, muszę zaimplementować chopper z wieloma wejściami (zintegrowany konwerter buck / buck boost) do łączenia dwóch źródeł prądu stałego (hybrydowego).
Mam podstawowy model obwodu, czy możesz mi pomóc zaprojektować cewkę indukcyjną, wartości kondensatorów i obwód sterujący dla choppera. Wysłałem Ci e-mailem projekt obwodu.

Działanie obwodu.

Jak pokazano na rysunku, sekcje IC555 to dwa identyczne obwody PWM ustawione do zasilania sąsiedniego podwójnego obwodu przetwornika podwyższającego napięcie.

Gdy pokazana konfiguracja jest włączona, mają miejsce następujące funkcje:

DC1 można założyć jako źródło wysokiego prądu stałego, na przykład z panelu słonecznego.

DC2 można założyć jako wolne źródło wejściowe prądu stałego, na przykład z generatora turbiny wiatrowej.

Zakładając, że te źródła są włączone, odpowiednie mosfety zaczynają przewodzić te napięcia zasilania przez kolejny obwód diody / cewki indukcyjnej / pojemności w odpowiedzi na bramki PWM.

Ponieważ PWM z dwóch stopni może mieć różne szybkości PWM, odpowiedź przełączania również będzie się różnić w zależności od powyższych szybkości.

W chwili, gdy oba mosfety otrzymają dodatni impuls, oba wejścia są zrzucane na cewkę indukcyjną, powodując duży wzrost prądu do podłączonego obciążenia. Diody skutecznie izolują przepływ odpowiednich wejść w kierunku cewki.

W chwili, gdy górny mosfet jest WŁĄCZONY, podczas gdy dolny mosfet jest WYŁĄCZONY, dolny 6A4 staje się spolaryzowany do przodu i umożliwia cewce powrotnej ścieżkę w odpowiedzi na przełączenie górnego mosfetu.
Podobnie, gdy dolny moset jest włączony, a górny mosfet jest wyłączony, górny 6A4 zapewnia wymaganą ścieżkę powrotną dla pola elektromagnetycznego L1.

Zasadniczo mosfety można WŁĄCZYĆ lub WYŁĄCZYĆ bez względu na jakąkolwiek synchronizację, dzięki czemu wszystko jest łatwe i bezpieczne. W każdym razie obciążenie wyjściowe otrzymałoby średnią (połączoną) zamierzoną moc z dwóch wejść.

Wprowadzenie rezystora 1K i diody 1N4007 zapewnia, że dwa mosfety nigdy nie otrzymają oddzielnego logicznego wysokiego zbocza impulsu, chociaż zbocze opadające może być różne w zależności od ustawienia odpowiednich PWM układów scalonych 555.

Aby uzyskać pożądane wzmocnienie na wyjściu, trzeba będzie poeksperymentować z cewką indukcyjną L1. Na pręcie lub płycie ferrytowej można zastosować różną liczbę zwojów super emaliowanego drutu miedzianego 22 SWG, a moc wyjściową mierzyć dla wymaganego napięcia.