कुशल बैटरी चार्जिंग के लिए बेस्ट 3 एमपीपीटी सोलर चार्ज कंट्रोलर सर्किट

एक एमपीपीटी जैसा कि हम सभी जानते हैं कि अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग को संदर्भित करता है जो आम तौर पर अधिकतम दक्षता के साथ अपने आउटपुट को अनुकूलित करने के लिए सौर पैनलों से जुड़ा होता है। इस पोस्ट में हम सौर ऊर्जा का कुशलतापूर्वक उपयोग करने और सबसे कुशल तरीके से बैटरी चार्ज करने के लिए 3 सर्वश्रेष्ठ एमपीपीटी नियंत्रक सर्किट सीखते हैं।

जहाँ एक MPPT का उपयोग किया जाता है

एमपीपीटी सर्किट से अनुकूलित आउटपुट मुख्य रूप से उपलब्ध धूप से अधिकतम दक्षता वाली बैटरी चार्ज करने के लिए उपयोग किया जाता है।

नए हॉबीस्ट आमतौर पर अवधारणा को कठिन पाते हैं और एमपीपीटी से जुड़े कई मापदंडों से भ्रमित हो जाते हैं, जैसे कि अधिकतम पावर पॉइंट, I / V ग्राफ का 'घुटना' आदि।

वास्तव में इस अवधारणा के बारे में इतना जटिल कुछ भी नहीं है, क्योंकि एक सौर पैनल केवल बिजली की आपूर्ति के रूप में और कुछ नहीं है।

इस बिजली की आपूर्ति का अनुकूलन आवश्यक हो जाता है क्योंकि आम तौर पर सौर पैनलों में वर्तमान की कमी होती है, लेकिन अतिरिक्त वोल्टेज होता है, एक सौर पैनल का यह असामान्य चश्मा मानक भार के साथ असंगत हो जाता है जैसे 6V, 12V बैटरी जो उच्च एएच रेटिंग और कम वोल्टेज की तुलना में ले जाती है पैनल स्पेक्स, और इसके अलावा कभी-कभी बदलती धूप उपकरण को इसके V और I मापदंडों के साथ बेहद असंगत बना देती है।

और इसीलिए हमें एक एमपीपीटी जैसे एक मध्यवर्ती उपकरण की आवश्यकता होती है जो इन विविधताओं को 'समझ' सके और कनेक्टेड सोलर पैनल से सबसे अधिक वांछित आउटपुट का मंथन कर सके।

आप पहले से ही इसका अध्ययन कर चुके होंगे सरल आईसी 555 आधारित एमपीपीटी सर्किट जो विशेष रूप से मेरे द्वारा शोध और डिज़ाइन किया गया है और एक कार्यशील MPPT सर्किट का एक उत्कृष्ट उदाहरण प्रदान करता है।

क्यों MPPT

सभी MPPTs के पीछे मूल विचार लोड स्पेक्स के अनुसार पैनल से अतिरिक्त वोल्टेज को गिराना या ट्रिम करना है, यह सुनिश्चित करता है कि वोल्टेज की कटौती की गई मात्रा को वर्तमान के बराबर मात्रा में परिवर्तित किया जाता है, इस प्रकार इनपुट के दौरान I x V परिमाण को संतुलित किया जाता है। और आउटपुट हमेशा निशान तक होता है ... हम इस उपयोगी गैजेट से अधिक कुछ भी उम्मीद नहीं कर सकते हैं, क्या हम?

उपरोक्त स्वचालित ट्रैकिंग और उचित रूप से मापदंडों को कुशलतापूर्वक परिवर्तित करना एक PWM का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है ट्रैकर मंच और एक बक कनवर्टर चरण , या कभी-कभी ए हिरन को बढ़ावा देने वाले चरण , हालांकि एक एकांत हिरन कनवर्टर बेहतर परिणाम देता है और लागू करने के लिए सरल है।

डिजाइन # 1: MPPT 3-लेवल चार्जिंग के साथ PIC16F88 का उपयोग कर रहा है

इस पोस्ट में हम एक MPPT सर्किट का अध्ययन करते हैं, जो IC 555 डिज़ाइन से काफी मिलता-जुलता है, एकमात्र अंतर एक माइक्रोकंट्रोलर PIC16F88 और एक 3-लेवल चार्जिंग सर्किट के उपयोग का है।

चरणवार कार्य विवरण

विभिन्न चरणों के मूल कार्य को निम्नलिखित विवरण की सहायता से समझा जा सकता है:

1) पैनल के आउटपुट को संबंधित संभावित विभक्त नेटवर्क के माध्यम से इसमें से कुछ जानकारी निकालकर ट्रैक किया जाता है।

2) IC2 से एक opamp एक वोल्टेज अनुयायी के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है और यह अपने pin3 पर संभावित विभक्त के माध्यम से पैनल से तात्कालिक वोल्टेज आउटपुट को ट्रैक करता है, और जानकारी को PIC के प्रासंगिक संवेदी पिन को खिलाता है।

3) IC2 से दूसरा opamp पैनल से बदलती धारा की निगरानी और निगरानी के लिए जिम्मेदार हो जाता है और PIC के एक और सेंसिंग इनपुट के समान होता है।

4) इन दोनों इनपुटों को MCU द्वारा आंतरिक रूप से इसके पिन # 9 के साथ जुड़े हिरन कनवर्टर चरण के लिए संगत अनुरूप PWM विकसित करने के लिए संसाधित किया जाता है।

5) तस्वीर से PWM को सुरक्षित रूप से स्विचिंग पी-मॉस्फ़ेट को ट्रिगर करने के लिए Q2, Q3 द्वारा बफ़र किया गया है। संबंधित डायोड मच्छर गेट को ओवरवॉल्टेज से बचाता है।

6) मॉसफेट स्विचिंग पीडब्लूएम के अनुसार स्विच करता है और प्रारंभ करनेवाला एल 1 और डी 2 द्वारा गठित हिरन कनवर्टर चरण को संशोधित करता है।

7) उपरोक्त प्रक्रियाएं हिरन कनवर्टर से सबसे उपयुक्त आउटपुट का उत्पादन करती हैं जो बैटरी के अनुसार वोल्टेज में कम है, लेकिन वर्तमान में समृद्ध है।

8) हिरन से उत्पन्न आउटपुट को सौर पैनल से जुड़े दो ओपैंपों से भेजी गई जानकारी के संदर्भ में IC द्वारा लगातार घुमाया और उचित रूप से समायोजित किया जाता है।

9) उपरोक्त MPPT विनियमन के अलावा, PIC को 3 असतत स्तरों के माध्यम से बैटरी चार्ज करने की निगरानी करने के लिए भी प्रोग्राम किया जाता है, जिन्हें सामान्य रूप से निर्दिष्ट किया जाता है बल्क मोड, अवशोषण मोड, एक फ्लोट मोड।

10) बढ़ती बैटरी वोल्टेज पर MCU 'नज़र रखता है' और चार्ज प्रक्रिया के 3 स्तरों के दौरान सही एम्पियर स्तरों को बनाए रखने के अनुसार हिरन का प्रवाह समायोजित करता है। यह MPPT नियंत्रण के साथ संयोजन के रूप में किया जाता है, यह बैटरी के लिए सबसे अनुकूल परिणाम देने के लिए एक समय में दो स्थितियों को संभालने जैसा है।

11) तस्वीर को आईसी टीएल 499 के माध्यम से अपने वीडीपी पिनआउट में एक सटीक विनियमित वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है, किसी भी अन्य उपयुक्त वोल्टेज नियामक को उसी के प्रतिपादन के लिए यहां प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

12) एक थर्मिस्टर भी डिजाइन में देखा जा सकता है यह वैकल्पिक हो सकता है लेकिन बैटरी के तापमान की निगरानी करने और PIC को जानकारी खिलाने के लिए प्रभावी ढंग से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जो कि हिरन उत्पादन को सुनिश्चित करने के लिए इस तीसरी जानकारी को सहजता से संसाधित करता है ताकि बैटरी तापमान सुनिश्चित हो सके असुरक्षित स्तर से ऊपर कभी नहीं उठता।

13) पीआईसी से जुड़े एलईडी संकेतक बैटरी के लिए विभिन्न चार्जिंग राज्यों को इंगित करते हैं जो उपयोगकर्ता को पूरे दिन बैटरी की चार्जिंग स्थिति के बारे में अद्यतित जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देता है।

14) 3-स्तरीय चार्ज के साथ PIC16F88 का उपयोग कर प्रस्तावित MPPT सर्किट 12V बैटरी चार्जिंग के साथ-साथ सर्किट में किसी भी बदलाव के बिना 24V बैटरी चार्जिंग का समर्थन करता है, कोष्ठक और वीआर 3 सेटिंग में दिखाए गए मूल्यों को छोड़कर जो आउटपुट की अनुमति देने के लिए समायोजित किया जाना चाहिए। 12V बैटरी के लिए शुरुआत में 14.4V और 24V बैटरी के लिए 29V है।

प्रोग्रामिंग कोड डाउनलोड किया जा सकता है यहां

डिजाइन # 2: सिंक्रोनस स्विच-मोड MPPT बैटरी नियंत्रक

दूसरा डिज़ाइन डिवाइस bq24650 पर आधारित है, जिसमें एक उन्नत बिल्ट-इन MPPT सिंक्रोनस स्विच-मोड बैटरी चार्ज कंट्रोलर शामिल है। यह एक उच्च स्तर का इनपुट वोल्टेज विनियमन प्रदान करता है, जो हर बार इनपुट वोल्टेज को एक निर्धारित मात्रा से कम होने पर बैटरी को चार्ज करने से रोकता है। और अधिक जानें:

जब भी इनपुट सौर पैनल के साथ जुड़ा होता है, तो आपूर्ति स्थिरीकरण लूप चार्जिंग amp को नीचे खींचता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सौर पैनल अधिकतम बिजली उत्पादन का उत्पादन करने में सक्षम है।

कैसे आईसी BQ24650 कार्य करता है

Bq24650 वर्तमान और वोल्टेज स्थिरीकरण, चार्ज प्रीकॉन्डिशनिंग, चार्ज कट-ऑफ, और चार्जिंग लेवल चेकिंग के साथ इष्टतम स्तर की एक निरंतर-आवृत्ति तुल्यकालिक PWIVI नियंत्रक प्रदान करने का वादा करता है।

चिप बैटरी को 3 असतत स्तरों में चार्ज करता है: प्री-कंडीशनिंग, निरंतर चालू और निरंतर वोल्टेज।

चार्जिंग कट-ऑफ है जैसे ही amp स्तर तीव्र चार्जिंग दर के 1/10 के पास होता है। प्री-चार्ज टाइमर 30 मिनट पर सेट किया गया है।

मैन्युअल हस्तक्षेप के बिना bq2465O बैटरी की वोल्टेज को आंतरिक रूप से निर्धारित सीमा से कम होने पर या बैटरी के वोल्टेज के नीचे इनपुट वोल्टेज जाते समय न्यूनतम क्ज़िमेंट amp स्लीप मोड तक पहुंचने के मामले में चार्जिंग प्रक्रिया को पुनरारंभ करता है।

डिवाइस को 2.1V से 26V तक बैटरी चार्ज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें VFB आंतरिक रूप से 2.1V प्रतिक्रिया बिंदु पर तय किया गया है। एक अच्छी तरह से मिलान संवेदन रोकनेवाला फिक्सिंग द्वारा आंतरिक रूप से चार्ज एम्पी कल्पना पूर्व निर्धारित है।

Bq24650 को 16 पिन, 3.5 x 3.5 मिमी ^ 2 पतले QFN विकल्प के साथ खरीदा जा सकता है।

सर्किट आरेख

डेटशीट bq24650

बेटरी वोल्टेज रिजल्ट

Bq24650 चार्ज वोल्टेज पर निर्णय लेने के लिए एक अत्यंत सटीक वोल्टेज नियामक नियुक्त करता है। चार्जिंग वोल्टेज बैटरी से जमीन तक एक अवरोधक विभक्त के माध्यम से पूर्व निर्धारित है, मध्य बिंदु के साथ VF3 पिन को झुका दिया।

वीएफबी पिन पर वोल्टेज 2.1 वी संदर्भ से जुड़ा हुआ है। इस संदर्भ मूल्य का उपयोग विनियमित वोल्टेज के वांछित स्तर को निर्धारित करने के लिए निम्न सूत्र में किया जाता है:

वी (लड़ाई) = 2.1 वी x [1 + आर 2 / आर 1]

जहाँ R2 VFB से बैटरी से जुड़ा है और R1 VFB से GND से जुड़ा है। Li-Ion, LiFePO4, साथ ही SMF लीड एसिड बैटरी आदर्श रूप से समर्थित बैटरी केमिस्ट्री हैं।

शेल्फ ली-आयन कोशिकाओं के बहुमत से अब प्रभावी रूप से 4.2V / सेल तक चार्ज किया जा सकता है। एक LiFePO4 बैटरी काफी अधिक चार्ज और डिस्चार्ज चक्र की प्रक्रिया का समर्थन करती है, लेकिन नीचे की ओर यह है कि ऊर्जा घनत्व बहुत अच्छा नहीं है। मान्यता प्राप्त सेल वोल्टेज 3.6 वी है।

दो कोशिकाओं Li-Ion और LiFePO4 का चार्ज प्रोफाइल प्रीकॉन्डिशनिंग, निरंतर चालू और निरंतर वोल्टेज है। प्रभावी चार्ज / डिस्चार्ज लाइफ के लिए, एंड-ऑफ-चार्ज वोल्टेज की सीमा संभवतः 4.1V / सेल तक कट सकती है, हालांकि यह ऊर्जा घनत्व ली-आधारित रासायनिक विनिर्देश की तुलना में बहुत कम हो सकता है, लीड एसिड जारी है अपने कम उत्पादन खर्च के साथ-साथ तेजी से डिस्चार्ज चक्र के कारण बैटरी को अधिक पसंद किया जाता है।

सामान्य वोल्टेज थ्रेशोल्ड 2.3V से 2.45V तक है। बैटरी को पूरी तरह से ऊपर जाने के बाद, स्व-निर्वहन के लिए फ्लोट या ट्रिकल चार्ज अनिवार्य हो जाता है। निरंतर वोल्टेज बिंदु के नीचे ट्रिकल चार्ज थ्रेसहोल्ड 100mV-200mV है।

INPUT वॉल्टेज पंजीकरण

V-I या V-P वक्र पर एक सौर पैनल का एक विशेष स्तर हो सकता है, जिसे अधिकतम पावर प्वाइंट (MPP) के रूप में जाना जाता है, जिसमें पूरा फोटोवोल्टिक (PV) सिस्टम इष्टतम दक्षता के साथ निर्भर करता है और आवश्यक अधिकतम विद्युत शक्ति उत्पन्न करता है।

निरंतर वोल्टेज एल्गोरिथ्म सबसे आसान अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) विकल्प उपलब्ध है। Bq2465O स्वचालित रूप से चार्जिंग amp को बंद कर देता है जैसे कि अधिकतम पावर पॉइंट अधिकतम दक्षता पैदा करने के लिए सक्षम होता है।

स्थिति पर स्विच करें

चिप bq2465O वीसीसी पिन पर आपूर्ति वोल्टेज के साधनों की पहचान करने के लिए एक 'SLEEP' तुलनित्र को शामिल करता है, क्योंकि इस तथ्य के कारण कि VCC को बैटरी या बाहरी AC / DC एडाप्टर इकाई से समाप्त किया जा सकता है।

यदि वीसीसी वोल्टेज एसआरएन वोल्टेज अधिक महत्वपूर्ण है, और चार्जिंग प्रक्रियाओं के लिए अतिरिक्त मानदंड पूरे होते हैं, तो bq2465O बाद में कनेक्टेड बैटरी चार्ज करने का प्रयास करना शुरू कर देता है (कृपया सक्षम करने और अक्षम करने वाले चार्जिंग अनुभाग देखें)।

एसआरएन वोल्टेज वीसीसी के संबंध में अधिक है, यह दर्शाता है कि एक बैटरी वह स्रोत है जहां से बिजली का अधिग्रहण किया जा रहा है, bq2465O को कम मौन धारा के लिए सक्षम किया जाता है (<15uA) SLEEP mode to prevent amperage leakage from the battery.

lf VCC UVLO सीमा से नीचे है, IC कट-ऑफ है, जिसके बाद VREF LDO को बंद कर दिया जाता है।

सक्षम और अक्षम चार्ज

प्रस्तावित एमपीपीटी की चार्जिंग प्रक्रिया से पहले निम्नलिखित संबंधित पहलुओं को सुनिश्चित करने की आवश्यकता है। सिंक्रोनस स्विच-मोड बैटरी चार्ज कंट्रोलर सर्किट को आरंभीकृत किया गया है:

• चार्जिंग प्रक्रिया सक्षम है (MPPSET> 175mV)

• यूनिट अंडर-वोल्टेज-लॉक-आउट (यूवीएलओ) कार्यक्षमता में नहीं है और वीसीसी वीसीसीएलओवीवी सीमा से ऊपर है

• आईसी SLEEP कार्यक्षमता में नहीं है (यानी VCC> SRN)

• वीसीसी वोल्टेज एसी ओवर-वोल्टेज सीमा (वीसीसी) से नीचे है

• पहली पावर-अप के बाद 30ms का समय व्यतीत होता है

• REGN LDO और VREF LDO वोल्टेज निर्दिष्ट जंक्शनों पर तय किए जाते हैं

• थर्मल शट (TSHUT) को आरंभीकृत नहीं किया गया है - TS खराब की पहचान नहीं की गई है निम्नलिखित में से कोई भी तकनीकी समस्या बैटरी की कार्यवाही चार्ज को रोक सकती है:

• चार्जिंग निष्क्रिय है (MPPSET)<75mV)

• एडॉप्टर इनपुट काट दिया जाता है, जिससे IC को VCCLOWV या SLEEP कार्यक्षमता प्राप्त होती है

• एडप्टर इनपुट वोल्टेज बैटरी के निशान से 100 मीटर ऊपर नीचे है

• एडॉप्टर को उच्च वोल्टेज पर रेट किया जाता है

• REGN या VREF LDO वोल्टेज ऐनक के अनुसार नहीं है

• TSHUT IC की गर्माहट की सीमा की पहचान की जाती है • TS वोल्टेज निर्दिष्ट सीमा से बाहर जाने के लिए होता है जो यह संकेत दे सकता है कि बैटरी का तापमान बेहद गर्म है या वैकल्पिक रूप से बहुत अधिक ठंडा है

सेल्फ-ट्रिगर्ड इन-बिल्ट सॉफ्ट-चार्जर चार्जर

हर बार चार्जर द्वारा सॉफ्ट-स्टार्टर से चार्जर को सॉफ्ट-स्टार्ट किया जाता है, जो हर बार चार्ज करने के लिए चार्जर को फास्ट-चार्ज में ले जाता है कि बाहरी रूप से जुड़े कैपेसिटर या पावर कन्वर्टर पर बिल्कुल ओवरशूट या तनावपूर्ण स्थिति नहीं होती है।

सॉफ्ट-स्टार्ट को स्टेपिंग-अप के साथ चेजिंग स्टेबलाइजेशन amp के साथ आठ समान रूप से निष्पादित परिचालन चरणों के बगल में मौजूदा चार्जिंग लेवल में दिखाया गया है। सभी निर्दिष्ट चरण 13ms की निर्दिष्ट अवधि के लिए लगभग 1.6ms के लिए चलते हैं। चर्चा किए गए संचालन फ़ंक्शन को सक्षम करने के लिए एक भी बाहरी भागों को नहीं बुलाया जाता है।

कन्वर्टर संचालन

सिंक्रोनस हिरन PWM कनवर्टर फीड-फॉरवार्ड कंट्रोल रणनीति के साथ एक पूर्व निर्धारित आवृत्ति वोल्टेज मोड को नियोजित करता है।

एक संस्करण III मुआवजे का कॉन्फ़िगरेशन सिस्टम को सिरेमिक कैपेसिटर को कनवर्टर के आउटपुट चरण में शामिल करने देता है। क्षतिपूर्ति इनपुट चरण आंतरिक रूप से फीडबैक आउटपुट (FBO) के साथ-साथ एक त्रुटि एम्पलीफायर इनपुट (EAI) से जुड़ा होता है।

प्रतिक्रिया क्षतिपूर्ति चरण त्रुटि एम्पलीफायर इनपुट (ईएआई) और त्रुटि एम्पलीफायर आउटपुट (ईएओ) के बीच धांधली है। डिवाइस के लिए लगभग 12 kHz - 17 kHz के गुंजयमान आवृत्ति को सक्षम करने के लिए LC आउटपुट फ़िल्टर चरण को निर्धारित करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए गुंजयमान आवृत्ति, फ़ॉइल, के रूप में तैयार किया जाता है:

फो = 1/2 = ओलोको

एक एकीकृत आरा-दाँत रैंप को कनवर्टर के कर्तव्य-चक्र को बदलने के लिए आंतरिक ईएओ त्रुटि नियंत्रण इनपुट की तुलना करने की अनुमति है।

रैंप आयाम इनपुट एडाप्टर वोल्टेज का 7% है जो इसे एडाप्टर वोल्टेज की इनपुट आपूर्ति के लिए स्थायी और पूरी तरह आनुपातिक बनाने में सक्षम बनाता है।

यह इनपुट वोल्टेज में भिन्नता के कारण किसी भी प्रकार के लूप परिवर्तन को रद्द कर देता है और लूप क्षतिपूर्ति प्रक्रियाओं को सरल करता है। रैंप को 300mV द्वारा संतुलित किया जाता है ताकि ईएओ सिग्नल रैंप के नीचे होने पर शून्य प्रतिशत शुल्क-साइकाइ प्राप्त हो।

ईएओ सिग्नल इसी तरह आरी-टूथ रैम्प सिग्नल को आउट करने के लिए योग्य है, जिसका उद्देश्य 100% शुल्क साइक्वि पीडब्लूएम की मांग को प्राप्त करना है।

में निर्मित गेट ड्राइव तर्क यह संभव बनाता है 99.98% कर्तव्य-चक्र को पूरा करने के साथ-साथ एन-चैनल ऊपरी डिवाइस की लगातार पुष्टि करता है कि आवश्यक वोल्टेज हमेशा 100% हो।

यदि घटना में BTST पिन PH पिन वोल्टेज तीन अंतराल से अधिक समय के लिए 4.2V से कम हो जाता है, तो उस स्थिति में उच्च-पक्ष n-channeI पॉवर MOSFET बंद हो जाता है, जबकि निम्न-पक्ष n-channe | शक्ति MOSFET को PH नोड को नीचे खींचने और BTST संधारित्र को चार्ज करने के लिए ट्रिगर किया गया है।

उसके बाद हाई-साइड ड्राइवर 100% शुल्क-चक्र प्रक्रिया को सामान्य करता है जब तक कि (बीटीएसटी-पीएच) वोल्टेज को कम करने के लिए मनाया नहीं जाता है, फिर से बहिर्वाह चालू खाते में 4.2 वी से नीचे बीटीएसटी संधारित्र को कम करता है, साथ ही साथ पल्स को रीसेट करता है। फिर से जारी किया गया।

पूर्व निर्धारित आवृत्ति थरथरानवाला इनपुट वोल्टेज, बैटरी वोल्टेज, चार्ज करंट, और तापमान की अधिकांश परिस्थितियों में स्विचिंग आवृत्ति पर कठोर कमांड बनाए रखता है, आउटपुट फ़िल्टर लेआउट को सरल करता है और इसे श्रव्य गड़बड़ी राज्य से दूर रखता है।

डिजाइन # 3: फास्ट एमपीपीटी चार्जर सर्किट

हमारी सूची में तीसरा सबसे अच्छा एमपीपीटी डिज़ाइन, आईसी bq2031 का उपयोग करके एक साधारण एमपीपीटी चार्जर सर्किट की व्याख्या करता है टेक्सस उपकरण, जो कि हाई अह लेड एसिड बैटरी को जल्दी और अपेक्षाकृत तेज दर से चार्ज करने के लिए सबसे उपयुक्त है

सार

यह व्यावहारिक अनुप्रयोग उन व्यक्तियों के लिए है जो bq2031 बैटरी चार्जर की सहायता से MPPT- आधारित लीड एसिड बैटरी चार्जर विकसित कर रहे हैं।

इस लेख में फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों के लिए चार्जिंग दक्षता में सुधार के लिए MPPT (अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग) को नियोजित करने के लिए 12-A-hr लीड एसिड बैटरी चार्ज करने के लिए एक संरचनात्मक प्रारूप शामिल है।

परिचय

सोलर पैनल सिस्टम से बैटरी चार्ज करने की सबसे आसान प्रक्रिया बैटरी को सीधे सोलर पैनल पर हुक करना हो सकता है, हालाँकि यह सबसे प्रभावी तकनीक नहीं हो सकती है।

मान लें कि एक सौर पैनल 75 डब्ल्यू की रेटिंग रखता है और 25 ° C तापमान और 1000 W / m2 के पृथक्करण के सामान्य परीक्षण वातावरण में 16 V के वोल्टेज के साथ 4.65 A की धारा उत्पन्न करता है।

लीड एसिड बैटरी को 12 V के वोल्टेज के साथ रेट किया जाता है, जो सीधे सोलर पैनल को हुक करती है इस बैटरी से पैनल वोल्टेज घटकर 12 V हो जाएगा और चार्जिंग के लिए पैनल से केवल 55.8 W (12 V और 4.65 A) का उत्पादन किया जा सकता है।

एक डीसी / डीसी कनवर्टर सबसे किफायती रूप से यहां चार्ज करने के लिए आवश्यक हो सकता है।

यह व्यावहारिक अनुप्रयोग दस्तावेज़ एक मॉडल की व्याख्या करता है, जिससे प्रभावी चार्जिंग के लिए bq2031 का उपयोग किया जाता है।

सौर पैनल के I-V लक्षण

चित्र 1 सौर पैनल प्रणालियों के मानक पहलुओं को प्रदर्शित करता है। Isc एक शॉर्ट-सर्किट करंट है जो सोलर पैनल के शॉर्ट सर्कुलेट होने की स्थिति में पैनल के माध्यम से प्रवाहित होता है।

यह सौर पैनल से निकाला जा सकने वाला सबसे इष्टतम प्रवाह होता है।

वोक सौर पैनल के टर्मिनलों पर ओपन-सर्किट वोल्टेज है।

वीएमपी और छोटा सा भूत वोल्टेज और वर्तमान स्तर हैं जहां सौर पैनल से अधिकतम बिजली खरीदी जा सकती है।

जबकि सूरज की रोशनी सबसे कम हो जाती है (वर्तमान) जो कि प्राप्त की जा सकती है, सौर पैनल से उच्चतम धारा भी दब जाती है। चित्रा 2 सूर्य प्रकाश के साथ I-V विशेषताओं की भिन्नता को दर्शाता है।

नीले रंग का वक्र पृथक्करण के विभिन्न मूल्यों पर अधिकतम शक्ति का विवरण जोड़ता है

MPPT सर्किट का कारण कई धूप स्थितियों में अधिकतम शक्ति बिंदु पर सौर पैनल के कार्य स्तर को बनाए रखने की कोशिश करना है।

जैसा कि चित्र 2 से देखा गया है, जहां अधिकतम बिजली पहुंचाई जाती है, वहां धूप के साथ बहुत अधिक परिवर्तन नहीं होता है।

Bq2031 के साथ निर्मित सर्किट इस चरित्र का उपयोग MPPT को अभ्यास में लाने के लिए करता है।

एक अतिरिक्त करंट नियंत्रण लूप को चार्ज करंट में कमी के साथ शामिल किया जाता है क्योंकि दिन के उजाले में कमी के साथ-साथ अधिकतम पावर वोल्टेज के आसपास सौर पैनल वोल्टेज को बनाए रखने के लिए।

bq2031- आधारित MPPT चार्जर

डेटशीट BQ2031

चित्र 3 एक DV2031S2 बोर्ड के योजनाबद्ध को प्रदर्शित करता है, जिसमें एक जोड़ा गया वर्तमान नियंत्रण लूप है जो परिचालन एम्पलीफायर TLC27L2 के एमपीपीटी का उपयोग करने के लिए जोड़ा गया है।

Bq2031 समझ प्रतिरोध R 20 पर 250 mV के वोल्टेज को बरकरार रखते हुए चार्जिंग करंट को चालू रखता है। U2 से 5 V का उपयोग करके 1.565 V का संदर्भ वोल्टेज बनाया जाता है।

इनपुट वोल्टेज की तुलना संदर्भ वोल्टेज के साथ की जाती है ताकि एक त्रुटि वोल्टेज का उत्पादन किया जा सके जो चार्ज करंट को कम करने के लिए b202031 के एसएनएस पिन पर लागू किया जा सकता है।

वोल्टेज (वी। एमपी) जहां सौर पैनल से अधिकतम बिजली प्राप्त की जा सकती है, उसे प्रतिरोधक R26 और R27 नियोजित किया जाता है। वी। एमपी = 1.565 (आर 26 + आर 27) / आर 27।

R 27 = 1 k Ω और R 26 = 9.2 k k के साथ, V mp = 16 V प्राप्त किया जाता है। TLC27L2 को V dd = 5 V. पर 6 kHz की बैंडविड्थ के साथ आंतरिक रूप से समायोजित किया गया है, क्योंकि TLC27L2 की बैंडविड्थ bq2031 की स्विचिंग आवृत्ति से काफी नीचे है, जोड़ा गया वर्तमान नियंत्रण लूप निरंतर बना हुआ है।

पिछले सर्किट (चित्रा 3) में bq2031 1 ए का इष्टतम वर्तमान प्रदान करता है।

यदि सौर ऊर्जा पैनल 1 ए पर बैटरी चार्ज करने के लिए पर्याप्त शक्ति प्रस्तुत कर सकता है, तो बाहरी नियंत्रण लूप कार्रवाई में आगे नहीं बढ़ता है।

हालांकि अगर इन्सुलेशन कम हो जाता है और सौर ऊर्जा पैनल 1 ए में बैटरी को चार्ज करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा देने के लिए संघर्ष करता है, तो बाहरी नियंत्रण लूप वी एमपी में इनपुट वोल्टेज को संरक्षित करने के लिए चार्ज करंट को घटाता है।

तालिका 1 में दिखाए गए परिणाम सर्किट के कामकाज की पुष्टि करते हैं। जब भी द्वितीयक नियंत्रण लूप V MP पर इनपुट संरक्षित करने के लिए आवेश धारा को कम से कम करता है, तो बोल्ड प्रकार में वोल्टेज रीडिंग इस मुद्दे को दर्शाता है

संदर्भ:

टेक्सस उपकरण

MPPT तुल्यकालिक स्विच-मोड बैटरी चार्ज नियंत्रक सर्किट