Per rendere questo semplice circuito MPPT, prima modifichiamo un circuito di alimentazione LM317 standard in un convertitore buck, quindi lo configuriamo con un pannello solare per implementare una funzione MPPT.
Modifica di un alimentatore LM317 in un ottimizzatore solare MPPT
Nel nostro articolo precedente abbiamo appreso come un alimentatore LM317 standard possa essere trasformato in un efficiente basato su induttori circuito di alimentazione del convertitore buck variabile.
In questo articolo analizziamo come lo stesso progetto di circuito potrebbe essere migliorato in un circuito MPPT efficace aggiungendo un fotoaccoppiatore LDR / LED e uno stadi di circuito con seguitore di tensione opamp.
Lo schema elettrico completo del circuito MPPT proposto utilizzando il convertitore buck LM317 può essere visto nella seguente immagine:
La figura illustra il circuito MPPT discusso, l'LM317 e i suoi componenti associati formano una base circuito convertitore buck la cui uscita può essere variata semplicemente variando un resistore su C2.
Nel nostro precedente progetto di alimentazione abbiamo visto un potenziometro posizionato in parallelo con C2 per abilitare la funzione di tensione di uscita variabile, tuttavia poiché il progetto attuale dovrebbe eseguire un MPPT automatico, questo potenziometro potrebbe essere visto sostituito con un accoppiatore ottico LDR / LED .
Come funzionano i circuiti
Il L'accoppiatore ottico LED LDR è un semplice dispositivo fatto in casa in cui un LED rosso e un LDR sono sigillati faccia a faccia all'interno di un piccolo involucro a prova di luce.
I cavi LDR qui possono essere visti collegati in parallelo con C2, mentre il LED è integrato con l'uscita di uno stadio del circuito inseguitore di tensione opamp.
L'ingresso dell'opamp può essere visto collegato al pannello solare tramite un preset da 10k.
L'idea qui è di assicurarsi che all'aumentare della tensione del pannello solare, aumenti anche l'intensità del LED opto, il che a sua volta fa diminuire la resistenza dell'LDR.
La resistenza alla caduta fa sì che il buck PWM restringa i suoi impulsi impedendo così l'aumento della tensione di uscita, ma garantendo comunque un aumento proporzionale della corrente per il carico collegato.
In uno dei miei post precedenti lo abbiamo capito in any progettazione del convertitore buck l'uscita dal convertitore dipende dal PWM e dalla tensione di ingresso .
Ciò implica che se la tensione solare tende ad aumentare, l'uscita buck potrebbe essere influenzata e iniziare ad aumentare proporzionalmente. Ciò potrebbe a sua volta causare il sovraccarico del pannello e degradare l'efficienza del pannello.
L'attuale design LM317 MPPT si prende cura di questa situazione attraverso il dispositivo LED / LDR e la funzione di resistenza variabile LM317, e combina le due caratteristiche insieme a un inseguitore di tensione operazionale per sviluppare un efficace circuito MPPT basato su PWM autoregolante.
La regolazione del preset opamp 10k sembra essere abbastanza semplice.
Come regolare la preimpostazione MPPT LM317
Alla luce solare ottimale, il preset 10k viene regolato in modo tale che l'uscita dal convertitore buck produca una tensione alla pari con la specifica della tensione di carico.
Ad esempio, supponiamo che il carico sia una batteria da 12 V, in quel caso il preset 10K viene regolato per produrre circa 14,4 V.
Una volta fatto ciò, da qui in poi si può presumere che l'uscita si adegua automaticamente in risposta allo splendore del sole ... il che significa che ora che il sole aumenta, il convertitore buck LM317 si autoregola e restringe il PWM alla base di Q1 inibendo qualsiasi aumento in tensione, ma nel processo l'induttore L1 e C4 si assicura che la luce solare in eccesso si trasformi in una quantità proporzionale di corrente extra per la batteria per consentire una ricarica più rapida.
Viceversa se la luminosità del sole si deteriora, il PWM tende ad allargarsi, facendo sì che la tensione della batteria si autoreggi automaticamente mantenendo il livello di 14,4V ...... anche se con una proporzionale riduzione della corrente.
La funzionalità di auto ottimizzazione viene svolta nell'arco della giornata garantendo il risultato più efficace dal pannello per il carico collegato.
ATTENZIONE: IL CIRCUITO MPPT SEMPLICE SPIEGATO SOPRA CHE UTILIZZA LM317 È BASATO SULL'ASSUNZIONE E SULLA SIMULAZIONE DELL'AUTORE, SI CONSIGLIA AI VISUALIZZATORI DI VALUTARE ACCURATAMENTE IL CONCETTO PRIMA DI TENTARLO PRATICAMENTE.
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