Om dit eenvoudige MPPT-circuit te maken, modificeren we eerst een standaard LM317-voedingscircuit in een buck-converter en configureren het vervolgens met een zonnepaneel voor het implementeren van een MPPT-functie.
Een LM317-voeding wijzigen in een MPPT Solar Optimizer
In ons vorige artikel hebben we geleerd hoe een standaard LM317-voeding kan worden omgezet in een op inductor gebaseerde efficiëntie variabele buck converter voedingscircuit.
In dit artikel analyseren we hoe hetzelfde circuitontwerp kan worden verbeterd tot een effectief MPPT-circuit door een LDR / LED-optocoupler en een opamp-spanningsvolger-circuittrappen toe te voegen.
Het volledige schakelschema van het voorgestelde MPPT-circuit met behulp van de LM317 buck-converter is te zien in de volgende afbeelding:
De figuur illustreert het besproken MPPT-circuit, de LM317 en de bijbehorende componenten vormen een basis buck converter circuit waarvan de output kan worden gevarieerd door simpelweg een weerstand over C2 te variëren.
In ons vorige ontwerp van de voeding zagen we een pot parallel aan C2 worden geplaatst om de functie voor variabele uitgangsspanning mogelijk te maken, maar aangezien het huidige ontwerp een automatische MPPT zou moeten uitvoeren, kon deze pot worden vervangen door een LDR / LED-optokoppeling .
Hoe de circuits werken
De LED LDR-optokoppeling is een eenvoudig zelfgemaakt apparaat waarin een rode LED en LDR van aangezicht tot aangezicht zijn verzegeld in een kleine lichtbestendige behuizing.
De LDR-leads zijn hier parallel verbonden met C2, terwijl de LED is geïntegreerd met de uitgang van een opamp-spanningsvolger-circuitstap.
De ingang van de opamp is aangesloten op het zonnepaneel via een 10k preset.
Het idee hier is om ervoor te zorgen dat naarmate de spanning van het zonnepaneel toeneemt, de opto LED-intensiteit ook toeneemt, waardoor de weerstand van de LDR afneemt.
De dalende weerstand zorgt ervoor dat de buck PWM zijn pulsen smal maakt, waardoor de uitgangsspanning niet stijgt, maar toch zorgt voor een evenredige stijging van de stroom voor de aangesloten belasting.
In een van mijn eerdere berichten begrepen we dat in elk buck converter ontwerp de output van de converter hangt af van de PWM en de ingangsspanning
Dat betekent dat als de zonnespanning de neiging heeft toe te nemen, de buck-output kan worden beïnvloed en proportioneel kan toenemen. Dit kan op zijn beurt leiden tot overbelasting van het paneel en de efficiëntie van het paneel verminderen.
Het huidige LM317 MPPT-ontwerp zorgt voor deze situatie via het LED / LDR-apparaat en de LM317 variabele weerstand, en combineert de twee functies in combinatie met een opamp-spanningsvolger om een effectief zelfinstellend MPPT-circuit op basis van PWM te ontwikkelen.
Het aanpassen van de opamp 10k preset blijkt vrij eenvoudig te zijn.
De LM317 MPPT-voorinstelling aanpassen
Bij optimaal zonlicht wordt de 10k-preset zo aangepast dat de output van de buck-converter een spanning produceert die gelijk is aan de specificatie van de belastingsspanning.
Stel dat de belasting een 12v-batterij is, in dat geval wordt de 10K-preset aangepast om ongeveer 14,4V te produceren.
Zodra dit is gebeurd, kan vanaf hier worden aangenomen dat de output zichzelf aanpast in reactie op de zonneschijn ... wat betekent dat nu, naarmate de zon schijnt, de LM317 buck converter zichzelf aanpast en de PWM aan de basis van Q1 versmalt en elke stijging verhindert in spanning, maar tijdens het proces zorgen de inductor L1 en C4 ervoor dat het teveel aan zonlicht wordt omgezet in een evenredige hoeveelheid extra stroom voor de batterij om sneller opladen mogelijk te maken.
Omgekeerd, als de zon verslechtert, heeft de PWM de neiging om te verwijden, waardoor de spanning voor de batterij zichzelf automatisch aanpast en het 14,4V-niveau handhaaft ... zij het met een evenredige vermindering van de stroom.
De zelfoptimaliserende functionaliteit wordt gedurende de dag uitgevoerd en zorgt voor het meest effectieve resultaat van het paneel voor de aangesloten belasting.
WAARSCHUWING: HET BOVENSTAANDE VERKLAARDE EENVOUDIGE MPPT-CIRCUIT MET DE LM317 IS GEBASEERD OP DE AANNEMING EN SIMULATIE VAN DE AUTEUR. KIJKERS WORDEN AANGEGEVEN OM HET CONCEPT GRONDIG TE BEOORDELEN ALVORENS HET PRAKTISCH TE PROBEREN.
Vorige: LM317 Variabele schakelende voeding (SMPS) Volgende: Hoe maak je een scorebordcircuit met afstandsbediening
