מעגל סימולטור MPPT מבוסס LM317 יחיד

כדי להפוך את מעגל ה- MPPT הפשוט הזה אנו משנים תחילה מעגל אספקת חשמל LM317 סטנדרטי לממיר באק ואז מגדירים אותו עם פאנל סולארי ליישום פונקציית MPPT.

שינוי ספק כוח LM317 למיטוב סולארי MPPT

במאמר הקודם למדנו כיצד ניתן להפוך ספק כוח LM317 רגיל ליעיל מבוסס משרן מעגל אספקת חשמל ממיר באק משתנה.

במאמר זה אנו מנתחים כיצד ניתן לשפר את אותו תכנון מעגל למעגל MPPT יעיל על ידי הוספת מצמד אופטי LDR / LED ושלבי מעגל עוקבים מתח מתח.

ניתן לראות את דיאגרמת המעגל המלאה של מעגל MPPT באמצעות ממיר באק LM317 בתמונה הבאה:

האיור ממחיש את מעגל ה- MPPT הנדון, ה- LM317 ורכיביו הנלווים מהווים בסיס מעגל ממיר באק שתפוקתו יכולה להיות מגוונת על ידי פשוט שינוי נגד על פני C2.

בעיצוב אספקת החשמל הקודם שלנו ראינו סיר ממוקם במקביל ל- C2 כדי לאפשר את תכונת מתח המוצא המשתנה, אולם מכיוון שהעיצוב הנוכחי אמור לבצע MPPT אוטומטי, ניתן לראות את הסיר הזה מוחלף עם מצמד אופטי LDR / LED. .

איך המעגלים עובדים

ה מצמד אופטי LED LDR הוא מכשיר ביתי פשוט שבו נורית LED ו- LDR אטומים פנים אל פנים בתוך מתחם אטום לאור זעיר.

ניתן לראות את מובילי ה- LDR כאן מחוברים במקביל ל- C2, ואילו ה- LED משולב עם הפלט של שלב מעגל עוקב מתח.

ניתן לראות את הקלט של ה- opamp מחובר לפאנל הסולארי באמצעות הגדרה קבועה מראש של 10k.

הרעיון כאן הוא לוודא שככל שמתח הפאנל הסולארי עולה, גם עוצמת ה- LED האופטית עולה, אשר בתורו גורמת לירידת ההתנגדות של ה- LDR.

התנגדות הנפילה גורמת ל- PWM של באק לצמצם את הפולסים שלו ובכך למנוע את עליית מתח המוצא, אך בכל זאת מבטיח עלייה פרופורציונאלית בזרם לעומס המחובר.

באחד מהפוסטים הקודמים שלי הבנו את זה בכל ממיר באק מתכנן את הפלט מהממיר תלוי ב- PWM ובמתח הכניסה .

זה מרמז שאם המתח הסולרי נוטה לעלות, תפוקת הכסף עשויה להיות מושפעת ולהתחיל לגדול באופן פרופורציונלי. זה יכול בתורו לגרום לעומס יתר של הפאנל ולהפחית את יעילות הפאנל.

עיצוב ה- LM317 MPPT הנוכחי דואג למצב זה באמצעות מכשיר ה- LED / LDR ותכונת הנגד המשתנה LM317, ומשלב את שתי התכונות בשילוב עם עוקב מתח אופמפ לפיתוח מעגל MPPT מבוסס PWM מבוסס התאמה עצמית יעילה.

נראה שההתאמה של ההגדרה הקדימה מראש של opamp 10k פשוטה למדי.

כיצד להתאים את LM317 קבוע מראש MPPT

באור שמש אופטימלי, הגדרת ההגדרה הקדימה של 10k מותאמת כך שהפלט מממיר ה- buck מייצר מתח שווה למפרט מתח העומס.

לדוגמא נניח שהעומס הוא סוללת 12 וולט, במקרה זה מוגדרת מראש 10K להגדיר סביב 14.4V.

ברגע שזה נעשה, מכאן ואילך ניתן להניח כי הפלט יתאים לעצמו בתגובה לזריחת השמש ... כלומר כעת כאשר השמש זורחת מגדילה את ממיר הדולרים LM317 מכוון את עצמו ומצמצם את ה- PWM בבסיס Q1 ומעכב כל עלייה. במתח, אך תוך כדי כך המשרן L1 ו- C4 מוודא שעוד השמש העודפת הופכת לכמות יחסית של זרם נוסף עבור הסוללה כדי לאפשר טעינה מהירה יותר.

לעומת זאת, אם השמש זורחת מתדרדרת, ה- PWM נוטה להתרחב, מה שגורם למתח של הסוללה להתאים את עצמה באופן אוטומטי ולשמור על רמת 14,4 V ... אם כי עם כמות יחסית של הפחתה בזרם.

הפונקציונליות המייעלת את עצמה מבוצעת לאורך כל היום ומבטיחה את התוצאה היעילה ביותר מהלוח לעומס המחובר.

אזהרה: מעגל ה- MPPT הפשוט המפורט לעיל באמצעות LM317 מבוסס על הנחתו והדמייתו של המחבר, הצופים מתבקשים להעריך את הקונספט באופן יסודי לפני שהם מנסים אותו באופן מעשי.