MPPT Solar Charge Controller ved hjelp av LT3562

Nesten hvert solbasert system har et assosiert batteri som må lades fra solenergi, og deretter vil energien fra batteriet brukes til å drive lastene. Det er flere valg tilgjengelige for lading av et litiumbatteri, vi har også bygget en enkel litiumbatteriladekrets tidligere. Men for å lade et batteri med et solcellepanel, er det mest populære valget MPPT eller maksimal power point tracker topologi fordi det gir mye bedre nøyaktighet enn andre metoder som PWM-kontrollerte ladere.

MPPT er en algoritme som ofte brukes i solladere. Ladekontrolleren måler utgangsspenningen fra panelene og batterispenningen, og ved å få disse to dataene sammenligner den dem for å bestemme den beste kraften som panelet kan gi for å lade batteriet. Uansett i situasjoner, uansett om det er i god eller dårlig sollys, bruker MPPT-ladekontrolleren denne maksimale utgangsfaktoren og konverterer denne til den beste ladningsspenningen og strømmen for batteriet. Når strømuttaket fra solcellepanelet faller ned, reduseres også ladestrømmen.

Dermed blir batteriet kontinuerlig ladet i henhold til solpanelets utgang under dårlige sollysforhold. Dette er vanligvis ikke tilfelle i normale solladere. Fordi hvert solcellepanel har en maksimal utgangsstrøm og en kortslutningsstrøm. Når solcellepanelet ikke kunne gi riktig strømutgang, faller spenningen betydelig, og laststrømmen endres ikke og krysser kortslutningsstrømmen, noe som gjør at utgangsspenningen til solcellepanelet er null. Derfor stoppes ladingen helt under dårlige sollysforhold. Men MPPT lar batteriet lade seg selv i dårlig sollys ved å kontrollere batteriets ladestrøm.

MPPT er rundt 90-95% effektive i konverteringen. Effektiviteten er imidlertid også pålitelig av soltemperaturen, batteritemperaturen, solcellepanelets kvalitet og konverteringseffektiviteten. I dette prosjektet vil vi bygge en Solar MPPT-lader for litiumbatterier og sjekke utdataene. Du kan også sjekke ut IoT Based Solar Battery Monitoring Project, der vi overvåker noen kritiske batteriparametere for et litiumbatteri installert i et solsystem.

MPPT Charge Controller - Designhensyn

Den MPPT Charge kontrolleren krets som vi designe i dette prosjektet vil ha følgende spesifikasjoner kjøtt.

Den lader et 2P2S batteri (6.4-8.4V)
Ladestrømmen vil være 600mA
Den vil ha et ekstra ladealternativ ved hjelp av en adapter.

Komponenter som kreves for å bygge MPPT-kontroller

LT3652 Driver
1N5819 - 3 stk
10k pott
10uF kondensatorer - 2 stk
Grønn LED
Oransje LED
220k motstand
330k motstand
200k motstand
68uH Induktor
1uF kondensator
100uF kondensator - 2 stk
Batteri - 7.4V
1k motstander 2 stk
Tønnesokkel

MPPT Solar Charger Circuit Diagram

Den komplette Solar Charge Controller Circuit finner du på bildet nedenfor. Du kan klikke på den for å se hele siden for å få bedre synlighet.

Kretsen bruker LT3652, som er en komplett monolitisk nedtrappende batterilader som opererer over et inngangsspenningsområde på 4,95 V til 32 V. Dermed er det maksimale inngangsområdet 4,95V til 32V for både solenergi og adapter. LT3652 gir en konstant strøm / konstant spenningsladingskarakteristikk. Den kan programmeres gjennom gjeldende følemotstander for maksimalt 2A ladestrøm.

På utgangsseksjonen bruker laderen 3,3 V tilbakemelding for flytespenning, slik at en hvilken som helst ønsket batteris floatspenning opp til 14,4 V kan programmeres med en motstandsdeler. LT3652 inneholder også en programmerbar sikkerhetstimer ved bruk av en enkel kondensator. Den brukes til avslutning av ladning etter at ønsket tid er nådd. Det er nyttig å oppdage batterifeil.

LT3652 krever MPPT-oppsett der et potensiometer kan brukes til å stille inn MPPT-punktet. Når LT3652 drives med et solcellepanel, brukes inngangsreguleringssløyfen til å holde panelet på topp utgangseffekt. Fra hvor reguleringen opprettholdes, avhenger av MPPT-oppsettpotensiometeret.

Alle disse tingene er knyttet til skjematisk. VR1 brukes til å stille inn MPPT-punktet. R2, R3 og R4 brukes til å stille inn 2S batteriladningsspenning (8.4V). Formel for å stille batterispenning kan gis ved-

RFB1 = (VBAT (FLT) • 2.5 • 10 ⁵) /3.3 og RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 10 ⁵)) / (RFB1 - (2.5 • 10 ⁵))

Kondensatoren C2 brukes til å sette opp ladetimeren. Timeren kan stilles inn ved hjelp av formelen nedenfor -

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 ⁶ (i timer)

D3 og C3 er boost-dioden og boost-kondensatoren. Den driver den interne bryteren og letter metningen av brytertransistoren. Boostpinnen fungerer fra 0V til 8,5V.

R5 og R6 er en strømfølsom motstand koblet parallelt. Ladestrømmen kan beregnes ved hjelp av formelen nedenfor -

RSENSE = 0,1 / ICHG (MAX)

Den nåværende følemotstanden i skjematisk er valgt 0,5 ohm og 0,22 ohm som er parallelt skaper 0,15 ohm. Ved å bruke formelen ovenfor vil den produsere nesten 0,66A ladestrøm. C4, C5 og C6 er utgangsfilterkondensatorene.

DC-fatningskontakten er koblet på en slik måte at solcellepanelet kobles fra hvis en adapterkontakt settes inn i adapterkontakten. D1 vil beskytte solcellepanelet eller adapteren mot omvendt strøm under ingen ladetilstand.

Solar Charge Controller PCB Design

For den ovennevnte MMPT-kretsen designet vi MPPT-laderkontrollerkortet som er vist nedenfor.

Designet har det nødvendige GND-kobberplanet samt skikkelige forbindelsesvias. Imidlertid krever LT3652 tilstrekkelig PCB-kjøleribbe. Dette er opprettet ved hjelp av GND-kobberplanet og plasserer vias i det loddeplanet.

Bestille PCB

Nå forstår vi hvordan skjemaene fungerer, vi kan fortsette med å bygge PCB for vårt MPPT Solar Charger Project. PCB-oppsettet for kretsen ovenfor er også tilgjengelig for nedlasting som Gerber fra lenken.

Last ned GERBER for MPPT Solar Charger

Nå er designet vårt klart, det er på tide å få dem fabrikert ved hjelp av Gerber-filen. For å få PCB gjort fra PCBGOGO er ganske enkelt, følg bare trinnene nedenfor -

Trinn 1: Gå inn på www.pcbgogo.com, registrer deg hvis dette er første gang. Skriv deretter inn dimensjonene på PCB, antall lag og antall PCB du trenger i kategorien PCB Prototype. Forutsatt at PCB er 80 cm × 80 cm, kan du stille inn dimensjonene som vist nedenfor.

Trinn 2: Fortsett ved å klikke på Sitat nå- knappen. Du blir ført til en side hvor du kan angi noen ekstra parametere hvis nødvendig, for eksempel materialet som brukes sporavstand osv. Men for det meste vil standardverdiene fungere bra. Det eneste vi må vurdere her er pris og tid. Som du kan se er byggetiden bare 2-3 dager, og det koster bare $ 5 for PCB. Du kan deretter velge en foretrukket fraktmetode basert på dine krav.

Trinn 3: Det siste trinnet er å laste opp Gerber-filen og fortsette med betalingen. For å sikre at prosessen er jevn, verifiserer PCBGOGO om Gerber-filen din er gyldig før du fortsetter med betalingen. På denne måten kan du være sikker på at PCB er fabrikasjonsvennlig og vil nå deg som engasjert.

Montering av PCB

Etter at styret ble bestilt, nådde det meg etter noen dager gjennom bud i en pent merket, godt pakket eske, og som alltid var kvaliteten på PCB fantastisk. PCB som ble mottatt av meg er vist nedenfor. Som du ser har både topp- og bunnlaget blitt som forventet.

Viasene og putene var alle i riktig størrelse. Det tok meg rundt 15 minutter å montere på PCB-kortet for å få en arbeidskrets. Det monterte brettet er vist nedenfor.

Testing av MPPT Solar Charger

For å teste kretsen brukes et solcellepanel med 18V, 56A av rating. Bildet nedenfor er den detaljerte spesifikasjonen av solcellepanelet.

Et 2P2S batteri (8.4V 4000mAH) batteri brukes til lading. Hele kretsen er testet i moderat soltilstand -

Etter tilkobling av alt, stilles MPPT inn når soltilstanden er riktig, og potensiometeret styres til ladelampen begynner å lyse. Kretsen fungerte ganske bra, og detaljert arbeid, oppsett og forklaring finner du i videoen som er lenket nedenfor.

Håper du likte prosjektet og lærte noe nyttig. Hvis du har spørsmål, kan du legge dem igjen i kommentarfeltet nedenfor. Du kan også bruke forumene våre for å få svar på dine andre tekniske spørsmål.