Um diese einfache MPPT-Schaltung herzustellen, modifizieren wir zuerst eine Standard-LM317-Stromversorgungsschaltung in einen Abwärtswandler und konfigurieren sie dann mit einem Solarpanel zur Implementierung einer MPPT-Funktion.
Ändern eines LM317-Netzteils in einen MPPT Solar Optimizer
In unserem vorherigen Artikel haben wir gelernt, wie ein Standard-LM317-Netzteil in einen effektorbasierten Induktor umgewandelt werden kann Stromversorgungskreis mit variablem Abwärtswandler.
In diesem Artikel analysieren wir, wie das gleiche Schaltungsdesign durch Hinzufügen eines LDR / LED-Optokopplers und einer Opamp-Spannungsfolger-Schaltungsstufe zu einer effektiven MPPT-Schaltung verbessert werden kann.
Das vollständige Schaltbild der vorgeschlagenen MPPT-Schaltung unter Verwendung eines Abwärtswandlers LM317 ist in der folgenden Abbildung zu sehen:
Die Abbildung zeigt die diskutierte MPPT-Schaltung, wobei der LM317 und seine zugehörigen Komponenten eine Basis bilden Abwärtswandlerschaltung deren Ausgang kann durch einfaches Variieren eines Widerstands über C2 variiert werden.
In unserem vorherigen Netzteildesign haben wir gesehen, dass ein Topf parallel zu C2 positioniert wurde, um die variable Ausgangsspannungsfunktion zu aktivieren. Da das vorliegende Design jedoch eine automatische MPPT ausführen soll, konnte dieser Topf durch einen LDR / LED-Optokoppler ersetzt werden .
Wie die Schaltungen funktionieren
Das LED LDR Optokoppler ist ein einfaches hausgemachtes Gerät wobei eine rote LED und LDR von Angesicht zu Angesicht in einem winzigen lichtdichten Gehäuse versiegelt sind.
Die LDR-Leitungen sind hier parallel zu C2 geschaltet zu sehen, während die LED in den Ausgang einer Opamp-Spannungsfolgerschaltungsstufe integriert ist.
Der Eingang des Operationsverstärkers ist über eine 10k-Voreinstellung mit dem Solarpanel verbunden.
Hier geht es darum sicherzustellen, dass mit zunehmender Spannung des Solarpanels auch die Intensität der Opto-LED zunimmt, was wiederum dazu führt, dass der Widerstand des LDR abfällt.
Der Abfallwiderstand bewirkt, dass die Buck-PWM ihre Impulse verengt, wodurch ein Anstieg der Ausgangsspannung verhindert wird, aber dennoch ein proportionaler Anstieg des Stroms für die angeschlossene Last sichergestellt wird.
In einem meiner früheren Beiträge haben wir das in jedem verstanden Buck-Wandler-Design Der Ausgang des Wandlers hängt von der PWM und der Eingangsspannung ab .
Das bedeutet, wenn die Sonnenspannung tendenziell ansteigt, kann die Buck-Leistung beeinträchtigt werden und proportional ansteigen. Dies kann wiederum zu einer Überlastung des Panels führen und die Effizienz des Panels beeinträchtigen.
Das vorliegende LM317 MPPT-Design berücksichtigt diese Situation durch das LED / LDR-Gerät und die variable Widerstandsfunktion LM317 und kombiniert die beiden Merkmale in Verbindung mit einem Opamp-Spannungsfolger, um eine effektive selbsteinstellende PWM-basierte MPPT-Schaltung zu entwickeln.
Die Einstellung der Opamp 10k-Voreinstellung scheint recht einfach zu sein.
So stellen Sie die MPPT-Voreinstellung LM317 ein
Bei optimalem Sonnenlicht wird die 10k-Voreinstellung so eingestellt, dass der Ausgang des Tiefsetzstellers eine Spannung erzeugt, die der Lastspannungsspezifikation entspricht.
Angenommen, die Last ist eine 12-V-Batterie. In diesem Fall wird die 10-K-Voreinstellung so eingestellt, dass sie etwa 14,4 V erzeugt.
Sobald dies geschehen ist, kann davon ausgegangen werden, dass sich der Ausgang als Reaktion auf den Sonnenschein selbst anpasst. Dies bedeutet, dass der LM317-Abwärtswandler sich mit zunehmendem Sonnenschein selbst anpasst und die PWM an der Basis von Q1 verengt, um einen Anstieg zu verhindern in Spannung, aber dabei stellen die Induktivitäten L1 und C4 sicher, dass der überschüssige Sonnenschein in eine proportionale Menge zusätzlichen Stroms für die Batterie umgewandelt wird, um ein schnelleres Laden zu ermöglichen.
Umgekehrt, wenn sich der Sonnenschein verschlechtert, neigt die PWM dazu, sich zu verbreitern, was dazu führt, dass sich die Spannung für die Batterie automatisch anpasst und den 14,4-V-Pegel beibehält ...... wenn auch mit einer proportionalen Verringerung des Stroms.
Die selbstoptimierende Funktionalität wird den ganzen Tag über ausgeführt, um das effektivste Ergebnis des Panels für die angeschlossene Last sicherzustellen.
WARNUNG: Die oben erläuterte einfache MPPT-Schaltung unter Verwendung von LM317 basiert auf der Annahme und Simulation des Autors. Den Zuschauern wird empfohlen, das Konzept gründlich zu bewerten, bevor sie es praktisch versuchen.
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