Saulės mobiliojo telefono įkroviklio grandinė

Straipsnyje išsamiai aptariama MPPT pagrindu sukurta išmaniojo saulės baterijos įkroviklio grandinė. Idėjos paprašė vienas iš aistringų šio tinklaraščio skaitytojų.

Techninės specifikacijos

Esu elektros ir elektronikos paskutinio kurso studentė. Mano paskutinių metų projekto pavadinimas yra išmanusis saulės įkroviklis mobiliesiems telefonams. Aš tikėjausi, kad ponas gali man padėti, kaip padaryti saulės įkroviklį protingą.

Kažkas, su kuo susidūriau, naudojo vartotojo sąsają, pvz., Naudojimą, kad vartotojas būtų informuotas, ar saulės spinduliuotės pakanka įkrovikliui įkrauti ar pan. Bet nesu tikras, kaip grandinė atrodys ir kokie komponentai reikalingi. Tikėdamasis šiek tiek pagalbos iš pono.

Aš galvojau apie vartotojo sąsajos naudojimą, kad saulės įkroviklis būtų „protingas“. Su funkcija, informuojančia vartotoją, ar saulės šviesos pakanka efektyviam įkrovimui. Pavyzdžiui, jei šviesos spinduliuotė yra per maža, vartotojas bus informuotas per apšviestą šviesos diodą arba ekrano ekraną.

Kai saulės baterijų įkroviklis yra visiškai įkrautas, užsidega šviesos diodas, kuris praneša vartotojui, kad saulės įkroviklis yra paruoštas naudoti.

Tai aš galvojau apie tobulėjimą iki šiol, pone. Bet nesu tikras dėl jo sudėtingumo, todėl esu atviras bet kokiems naujiems pasiūlymams patobulinti šį dizainą.

Aš taip pat perskaičiau keletą straipsnių pono tinklaraštyje apie mppt. Nesu tikras, ar turėčiau apsvarstyti galimybę tai įtraukti į šį dizainą, nes nesu susipažinęs su šios grandinės sukūrimo sudėtingumu.

Man turėtų išsivystyti a nešiojamasis išmanusis saulės įkroviklis mobiliesiems telefonams . Todėl aš nusprendžiau naudoti vartotojo sąsają informuoti vartotojus kaip „protingą“ metodą. Tikėdamasis, kad ponas gali man padėti plėtoti šią grandinę. Aš taip pat esu atviras visiems naujiems pasiūlymams, pone.

Dėkoju už greitą atsiliepimą ir labai vertinu jūsų pagalbą, pone.

Geros dienos, pone.

Dizainas

Remiantis aukščiau pateikta protingo saulės įkroviklio grandine, dizainą galima suskirstyti į tris pagrindinius etapus:

1) „Mosfet“ pagrindu buck keitiklis etapas.

2) „IC 555“ nestabilios pakopos ir

3) „Opamp“ pagrindu saulės sekimo aparatas MPPT etapas.

Etapai suprojektuoti veikti taip:

„Buck“ keitiklį iš esmės sudaro P kanalo „mosfet“, greito atsako diodas ir induktorius. Šis etapas yra įtrauktas, kad būtų pasiektas norimas sumažintos įtampos dydis maksimaliai efektyviai, nes naudojant „buck“ topologiją šilumos nuostoliai ir kiti parametrai yra minimalūs.

IC 555 etapas

„IC 555“ pakopa yra sukonstruota taip, kad generuotų „buck“ keitiklio „mosfet“ dažnį ir taip pat kaip pastovios įtampos reguliatorių per jo valdymo kaištį5. BJT savo pin5 vietoje ir išjungia „buck“ keitiklio dažnį kiekvieną kartą, kai gauna pagrindinį paleidimo signalą iš „opamp tracker“ etapo arba iš grįžtamojo ryšio, nustatyto per „buck“ keitiklio išvestį per 10 k išankstinį nustatymą.

Atėjus į „Opamp“ stadiją, jo įėjimai gali būti matomi sukonfigūruoti taip, kad IC apverčiančiosios įvesties potencialas dėl trijų 1N4148 nuleidimo diodų lieka žiupsneliu didesnis nei jo neapverčiantis įėjimas.

10 k išankstinis nustatymas sureguliuojamas taip, kad esant didžiausiai įtampai, pavyzdinė saulės įtampa ties pin2 būtų laikoma šiek tiek žemesnė nei maitinimo įtampa ties pin7, tai yra būtina, nes įvesties tiekimas neturėtų būti didesnis nei IC maitinimo įtampa pagal standartines taisykles ir IC specifikacijos.

Esant aukščiau nurodytai situacijai, opampo išvesties kaištis 6 laikomas nuliniame potenciale dėl mažesnio kaiščio, nei pin2, potencialo.

MPPT optimizavimas

Esant optimalioms apkrovos sąlygoms, kai apkrovos įtampos specifikacija yra lygiavertė saulės kolektoriaus įtampos kategorijai, skydelis automatiškai veikia maksimaliai efektyviai, o „Opamp Tracker“ lieka neveikiantis, tačiau tuo atveju, jei jaučiama neprilygstama ar nesuderinama perkrovos apkrova, skydo įtampa linkusi kad būtų ištrauktas su apkrovos įtampos lygiu.

Situacija stebima kaiščio 2 metu, kuris taip pat patiria proporcingą įtampos kritimą, tačiau kaiščio 3 potencialas išlieka tvirtas ir nepajudinamas dėl 10uF kondensatoriaus, iki momento, kai kaiščio potencialas linkęs eiti žemiau 3 diodų kritimo, nustatyto per pin3 . Dabar „Pin3“ pradeda matyti kylantį potencialą nei „pin2“, o tai iškart suteikia aukštą IC „pin6“ lygį.

Aukščiau esantis aukštis, esantis pin6, siunčia trigerį BC547 tranzistoriaus pagrinde, išdėstytame per IC555 pin5. Tai priverčia nuostabųjį išjungti save ir spartos išėjimą, o tai savo ruožtu daro apkrovą neveiksmingą, atstatydama normalumą visame skydelyje ir opamp tracker etape ... ciklas nuolat persijungia užtikrindamas optimizuotą apkrovos įtampą ir optimizuota skydo apkrova, kad jo įtampa niekada nenukristų žemiau kritinės „kelio“ zonos.

Keitiklio pakopos induktorius gali būti pastatytas naudojant 22 SWG magneto vielą, apytiksliai 20 apsisukimų per bet kurią tinkamą ferito šerdį.

10 k išankstinis nustatymas gali būti naudojamas reguliuoti įtampos įtampą iki reikiamo lygio pagal apkrovos specifikacijas.

Kaip nustatyti grandinę

Pastatytas aukščiau paaiškintas išmanusis saulės įkroviklis gali būti nustatytas šiomis procedūromis:

1) Nejunkite jokios apkrovos prie išėjimo.

2) Įtraukite išorinę nuolatinę įtampą (labai mažą srovę) visoje grandinės, kurioje ketinama pritvirtinti skydą, įėjime. Ši nuolatinė srovė turėtų būti maždaug lygi pasirinktoms skydo smailės įtampos specifikacijoms.

3) Sureguliuokite 10 k iš anksto nustatytą opampo padėtį taip, kad potencialas ties pin2 taptų šiek tiek mažesnis nei IC kaištyje esantis potencialas.

4) Tada sureguliuokite kitą 10 k iš anksto nustatytą nustatymą taip, kad iš „buck“ keitiklio išvesties būtų sukurta įtampa, lygi numatytai apkrovos įtampai. Jei mobilųjį telefoną reikia įkrauti, įtampa gali būti nustatyta 5 V, ličio jonų elementui - 4,2 V ir pan.

4) Galiausiai prijunkite manekeno apkrovą, kurios darbinė įtampa gali būti daug mažesnė nei įėjimo DC, bet didesnė srovės nei DC įėjimo .... ir patikrinkite bendrą grandinės atsaką.

Grandinė turi duoti šiuos rezultatus:

Kai „pin6“ maitinimas sujungtas su „IC 555“ pin5 BJT, nuolatinės srovės lašas neturėtų rodyti didesnio kaip 2 V kritimo, nei yra jo tikrasis dydis. Reiškia, jei įvesties nuolatinė įtampa yra 15 V, o apkrova yra 6 V, kritimas visoje įėjimo DC gali būti didesnis nei žemiau 13 V.

Ir atvirkščiai, kai atjungtas kaištis 6, jis turi nukristi ir išlyginti pagal apkrovos įtampą, tai yra, jei nuolatinė srovė yra 15 V, o apkrova yra 6 V, įėjimo nuolatinė srovė gali būti matoma krintant 6 V įtampai.

Pirmiau pateikti rezultatai patvirtintų teisingą ir optimalų siūlomos išmaniosios saulės baterijos įkroviklio grandinės veikimą.

Etapai turi būti pastatyti, išbandyti, patvirtinti laipsniškai ir tada sujungti.