సమర్థవంతమైన బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ కోసం ఉత్తమ 3 MPPT సోలార్ ఛార్జ్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్లు

MPPT అనేది మనందరికీ తెలిసిన గరిష్ట పవర్ పాయింట్ ట్రాకింగ్‌ను సూచిస్తుంది, ఇది సాధారణంగా సౌర ఫలకాలతో గరిష్ట సామర్థ్యంతో వాటి ఉత్పాదనలను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. సౌర శక్తిని సమర్ధవంతంగా ఉపయోగించుకోవటానికి మరియు బ్యాటరీని అత్యంత సమర్థవంతంగా ఛార్జ్ చేయడానికి 3 ఉత్తమ MPPT కంట్రోలర్ సర్క్యూట్లను ఈ పోస్ట్‌లో నేర్చుకుంటాము.

ఒక MPPT ఉపయోగించబడే చోట

MPPT సర్క్యూట్ల నుండి ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన అవుట్పుట్ ప్రధానంగా అందుబాటులో ఉన్న సూర్యరశ్మి నుండి గరిష్ట సామర్థ్యంతో బ్యాటరీలను ఛార్జ్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

క్రొత్త అభిరుచి గలవారు సాధారణంగా భావనను కష్టంగా కనుగొంటారు మరియు గరిష్ట పవర్ పాయింట్ వంటి MPPT తో అనుబంధించబడిన అనేక పారామితులతో గందరగోళం చెందుతారు. I / V గ్రాఫ్ యొక్క 'మోకాలి' మొదలైనవి.

వాస్తవానికి ఈ భావన గురించి అంత సంక్లిష్టంగా ఏమీ లేదు, ఎందుకంటే సౌర ఫలకం కేవలం విద్యుత్ సరఫరా యొక్క రూపమే తప్ప మరొకటి కాదు.

ఈ విద్యుత్ సరఫరాను ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం ఎందుకంటే సాధారణంగా సౌర ఫలకాలకు విద్యుత్తు ఉండదు, కానీ అధిక వోల్టేజ్ కలిగి ఉంటుంది, సౌర ఫలకం యొక్క ఈ అసాధారణ స్పెక్స్ 6V, 12V బ్యాటరీల వంటి ప్రామాణిక లోడ్లతో విరుద్ధంగా ఉంటుంది, ఇవి అధిక AH రేటింగ్ మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ రేటింగ్‌ను కలిగి ఉంటాయి ప్యానెల్ స్పెక్స్ మరియు ఇంకా ఎప్పటికప్పుడు మారుతున్న సూర్యరశ్మి పరికరం దాని V మరియు I పారామితులతో చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది.

అందువల్ల మాకు MPPT వంటి ఇంటర్మీడియట్ పరికరం అవసరం, ఇది ఈ వైవిధ్యాలను 'అర్థం చేసుకోగలదు' మరియు అనుసంధానించబడిన సోలార్ ప్యానెల్ నుండి చాలా కావాల్సిన ఉత్పత్తిని మట్టికరిపించగలదు.

మీరు దీన్ని ఇప్పటికే అధ్యయనం చేసి ఉండవచ్చు సాధారణ IC 555 ఆధారిత MPPT సర్క్యూట్ ఇది ప్రత్యేకంగా నా చేత పరిశోధించబడింది మరియు రూపొందించబడింది మరియు పని చేసే MPPT సర్క్యూట్ యొక్క అద్భుతమైన ఉదాహరణను అందిస్తుంది.

ఎందుకు MPPT

అన్ని MPPT ల వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక ఆలోచన ఏమిటంటే, లోడ్ స్పెక్స్ ప్రకారం ప్యానెల్ నుండి అదనపు వోల్టేజ్‌ను వదలడం లేదా తగ్గించడం, తీసివేయబడిన వోల్టేజ్ మొత్తాన్ని ప్రస్తుత మొత్తానికి సమానమైన మొత్తంగా మార్చారని నిర్ధారించుకోండి, తద్వారా ఇన్‌పుట్ అంతటా I x V మాగ్నిట్యూడ్‌ను సమతుల్యం చేస్తుంది. మరియు అవుట్పుట్ ఎల్లప్పుడూ గుర్తుకు వస్తుంది ... ఈ ఉపయోగకరమైన గాడ్జెట్ నుండి ఇంతకు మించి ఏమీ ఆశించలేము, లేదా?

పై ఆటోమేటిక్ ట్రాకింగ్ మరియు పారామితులను సమర్థవంతంగా మార్చడం PWM ఉపయోగించి అమలు చేయబడుతుంది ట్రాకర్ దశ మరియు ఒక బక్ కన్వర్టర్ దశ , లేదా కొన్నిసార్లు a బక్-బూస్ట్ కన్వర్టర్ దశ , ఏకాంత బక్ కన్వర్టర్ మంచి ఫలితాలను ఇస్తుంది మరియు అమలు చేయడం సులభం.

డిజైన్ # 1: 3-స్థాయి ఛార్జింగ్‌తో PIC16F88 ను ఉపయోగించి MPPT

ఈ పోస్ట్‌లో మేము ఐసి 555 డిజైన్‌కు సమానమైన ఎంపిపిటి సర్క్యూట్‌ను అధ్యయనం చేస్తాము, మైక్రోకంట్రోలర్ పిఐసి 16 ఎఫ్ 88 మరియు మెరుగైన 3-లెవల్ ఛార్జింగ్ సర్క్యూట్ వాడకం మాత్రమే తేడా.

దశల వారీగా పని వివరాలు

వివిధ దశల యొక్క ప్రాథమిక పనితీరును ఈ క్రింది వివరణ సహాయంతో అర్థం చేసుకోవచ్చు:

1) అనుబంధ సంభావ్య డివైడర్ నెట్‌వర్క్‌ల ద్వారా దాని నుండి కొన్ని సమాచారాన్ని సేకరించడం ద్వారా ప్యానెల్ అవుట్‌పుట్ ట్రాక్ చేయబడుతుంది.

2) ఐసి 2 నుండి ఒక ఒపాంప్ వోల్టేజ్ అనుచరుడిగా కాన్ఫిగర్ చేయబడింది మరియు ఇది ప్యానెల్ నుండి తక్షణ వోల్టేజ్ అవుట్‌పుట్‌ను దాని పిన్ 3 వద్ద సంభావ్య డివైడర్ ద్వారా ట్రాక్ చేస్తుంది మరియు పిఐసి యొక్క సంబంధిత సెన్సింగ్ పిన్‌కు సమాచారాన్ని ఫీడ్ చేస్తుంది.

3) IC2 నుండి రెండవ ఒపాంప్ ప్యానెల్ నుండి మారుతున్న ప్రవాహాన్ని ట్రాక్ చేయడానికి మరియు పర్యవేక్షించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది మరియు PIC యొక్క మరొక సెన్సింగ్ ఇన్పుట్కు అదే ఫీడ్ చేస్తుంది.

4) ఈ రెండు ఇన్‌పుట్‌లు దాని పిన్ # 9 తో అనుబంధించబడిన బక్ కన్వర్టర్ దశకు అనుగుణంగా పిడబ్ల్యుఎమ్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి MCU చేత అంతర్గతంగా ప్రాసెస్ చేయబడతాయి.

5) పి-మోస్ఫెట్‌ను సురక్షితంగా ప్రేరేపించడానికి పిఐసి నుండి పిడబ్ల్యుఎం క్యూ 2, క్యూ 3 చేత బఫర్ చేయబడుతుంది. అనుబంధ డయోడ్ మోస్ఫెట్ గేటును ఓవర్ వోలేట్ల నుండి రక్షిస్తుంది.

6) మాస్ఫెట్ స్విచ్చింగ్ పిడబ్ల్యుఎంలకు అనుగుణంగా మారుతుంది మరియు ఇండక్టర్ ఎల్ 1 మరియు డి 2 చేత ఏర్పడిన బక్ కన్వర్టర్ దశను మాడ్యులేట్ చేస్తుంది.

7) పై విధానాలు బక్ కన్వర్టర్ నుండి చాలా సరిఅయిన ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇది బ్యాటరీ ప్రకారం వోల్టేజ్ తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ప్రస్తుతములో సమృద్ధిగా ఉంటుంది.

8) సౌర ఫలకంతో అనుబంధించబడిన రెండు ఒపాంప్‌ల నుండి పంపిన సమాచారానికి సంబంధించి బక్ నుండి అవుట్‌పుట్ నిరంతరం సర్దుబాటు చేయబడుతుంది మరియు తగిన విధంగా సర్దుబాటు చేయబడుతుంది.

9) పై MPPT నియంత్రణతో పాటు, 3 వివిక్త స్థాయిల ద్వారా బ్యాటరీ ఛార్జింగ్‌ను పర్యవేక్షించడానికి PIC కూడా ప్రోగ్రామ్ చేయబడింది, ఇవి సాధారణంగా పేర్కొనబడతాయి బల్క్ మోడ్, శోషణ మోడ్, ఫ్లోట్ మోడ్.

10) పెరుగుతున్న బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌పై MCU 'నిఘా ఉంచుతుంది' మరియు 3 స్థాయి ఛార్జింగ్ విధానంలో సరైన ఆంపియర్ స్థాయిలను నిర్వహించడానికి బక్ కరెంట్‌ను సర్దుబాటు చేస్తుంది. ఇది MPPT నియంత్రణతో కలిసి జరుగుతుంది, ఇది బ్యాటరీకి అత్యంత అనుకూలమైన ఫలితాలను అందించడానికి ఒకేసారి రెండు పరిస్థితులను నిర్వహించడం లాంటిది.

11) పిఐసి తన ఐసి టిఎల్ 499 ద్వారా దాని విడి పిన్అవుట్ వద్ద ఖచ్చితమైన నియంత్రిత వోల్టేజ్‌తో సరఫరా చేయబడుతుంది, అదే రెండరింగ్ కోసం ఇతర తగిన వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌ను ఇక్కడ మార్చవచ్చు.

12) డిజైన్‌లో థర్మిస్టర్‌ను కూడా చూడవచ్చు ఇది ఐచ్ఛికం కాని బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రతను పర్యవేక్షించడానికి మరియు సమాచారాన్ని పిఐసికి అందించడానికి సమర్థవంతంగా కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు, ఇది బక్ అవుట్‌పుట్‌ను టైలరింగ్ చేయడానికి ఈ మూడవ సమాచారాన్ని అప్రయత్నంగా ప్రాసెస్ చేస్తుంది. ఎప్పుడూ అసురక్షిత స్థాయిలకు పైకి ఎదగదు.

13) PIC తో అనుబంధించబడిన LED సూచికలు బ్యాటరీ కోసం వివిధ ఛార్జింగ్ స్థితులను సూచిస్తాయి, ఇది వినియోగదారుడు రోజంతా బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జింగ్ స్థితికి సంబంధించి తాజా సమాచారాన్ని పొందటానికి అనుమతిస్తుంది.

14) 3-స్థాయి ఛార్జింగ్‌తో PIC16F88 ను ఉపయోగించి ప్రతిపాదిత MPPT సర్క్యూట్ 12V బ్యాటరీ ఛార్జింగ్‌తో పాటు సర్క్యూట్‌లో ఎటువంటి మార్పు లేకుండా 24V బ్యాటరీ ఛార్జింగ్‌కు మద్దతు ఇస్తుంది, కుండలీకరణాలు మరియు VR3 సెట్టింగ్‌లో చూపిన విలువలు తప్ప, అవుట్‌పుట్‌ను అనుమతించటానికి సర్దుబాటు చేయాలి 12 వి బ్యాటరీ కోసం ప్రారంభంలో 14.4 వి మరియు 24 వి బ్యాటరీకి 29 వి.

ప్రోగ్రామింగ్ కోడ్‌ను డౌన్‌లోడ్ చేసుకోవచ్చు ఇక్కడ

డిజైన్ # 2: సింక్రోనస్ స్విచ్-మోడ్ MPPT బ్యాటరీ కంట్రోలర్

రెండవ డిజైన్ bq24650 పరికరంపై ఆధారపడింది, దీనిలో అధునాతన అంతర్నిర్మిత MPPT సింక్రోనస్ స్విచ్-మోడ్ బ్యాటరీ ఛార్జ్ కంట్రోలర్ ఉంటుంది. ఇది అధిక స్థాయి ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ నియంత్రణను అందిస్తుంది, ఇది ప్రతిసారీ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ పేర్కొన్న మొత్తానికి దిగువకు పడిపోతున్నప్పుడు బ్యాటరీకి ఛార్జింగ్ కరెంట్ నిరోధిస్తుంది. ఇంకా నేర్చుకో:

సౌర ఫలకంతో ఇన్‌పుట్ జతచేయబడినప్పుడల్లా, గరిష్ట విద్యుత్ ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి సౌర ప్యానెల్ ప్రారంభించబడిందని నిర్ధారించడానికి సరఫరా స్థిరీకరణ లూప్ ఛార్జింగ్ ఆంప్‌ను క్రిందికి లాగుతుంది.

IC BQ24650 విధులు ఎలా

ప్రస్తుత మరియు వోల్టేజ్ స్థిరీకరణ, ఛార్జ్ ముందస్తు షరతులు, ఛార్జ్ కట్-ఆఫ్ మరియు ఛార్జింగ్ స్థాయి తనిఖీలతో సరైన స్థాయి ఖచ్చితత్వంతో స్థిరమైన-ఫ్రీక్వెన్సీ సింక్రోనస్ పిడబ్ల్యువిఐ కంట్రోలర్‌ను అందిస్తామని bq24650 హామీ ఇచ్చింది.

చిప్ బ్యాటరీని 3 వివిక్త స్థాయిలలో ఛార్జ్ చేస్తుంది: ప్రీ-కండిషనింగ్, స్థిరమైన కరెంట్ మరియు స్థిరమైన వోల్టేజ్.

వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ రేటులో 1/10 కి ఆంప్ స్థాయికి చేరుకున్న వెంటనే ఛార్జింగ్ కత్తిరించబడుతుంది. ప్రీ-ఛార్జ్ టైమర్ 30 నిమిషాలకు సెట్ చేయబడింది.

బ్యాటరీ వోల్టేజ్ అంతర్గతంగా సెట్ చేయబడిన పరిమితికి మించి తిరిగి వస్తే లేదా ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు కనీస క్విసెంట్ ఆంప్ స్లీప్ మోడ్‌కు చేరుకున్నట్లయితే మాన్యువల్ జోక్యం లేకుండా bq2465O ఛార్జింగ్ విధానాన్ని తిరిగి ప్రారంభిస్తుంది.

ఈ పరికరం 2.1V నుండి 26V వరకు బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి రూపొందించబడింది, VFB అంతర్గతంగా 2.1V ఫీడ్‌బ్యాక్ పాయింట్‌కు స్థిరంగా ఉంటుంది. బాగా సరిపోలిన సెన్సింగ్ రెసిస్టర్‌ను పరిష్కరించడం ద్వారా ఛార్జింగ్ ఆంప్ స్పెక్ అంతర్గతంగా ముందుగానే అమర్చబడుతుంది.

Bq24650 ను 16 పిన్, 3.5 x 3.5 మిమీ ^ 2 సన్నని క్యూఎఫ్ఎన్ ఎంపికతో సేకరించవచ్చు.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

డేటాషీట్ bq24650

బ్యాటరీ వోల్టేజ్ రెగ్యులేషన్

ఛార్జింగ్ వోల్టేజ్‌ను నిర్ణయించడానికి bq24650 చాలా ఖచ్చితమైన వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఛార్జింగ్ వోల్టేజ్ బ్యాటరీ నుండి భూమికి రెసిస్టర్ డివైడర్ ద్వారా ముందుగానే అమర్చబడుతుంది, మిడ్‌పాయింట్ VFB పిన్‌ను కట్టిపడేస్తుంది.

VFB పిన్ వద్ద వోల్టేజ్ 2.1 V సూచనకు బిగించబడుతుంది. నియంత్రిత వోల్టేజ్ యొక్క కావలసిన స్థాయిని నిర్ణయించడానికి ఈ సూచన విలువ క్రింది సూత్రంలో ఉపయోగించబడుతుంది:

V (బాట్) = 2.1V x [1 + R2 / R1]

ఇక్కడ R2 VFB నుండి బ్యాటరీకి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు R1 VFB నుండి GND కి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. Li-Ion, LiFePO4, అలాగే SMF లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు ఆదర్శంగా బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీలకు మద్దతు ఇస్తాయి.

షెల్ఫ్ లి-అయాన్ కణాలలో ఎక్కువ భాగం ఇప్పుడు 4.2V / సెల్ వరకు సమర్థవంతంగా ఛార్జ్ చేయవచ్చు. LiFePO4 బ్యాటరీ గణనీయంగా అధిక ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాల ప్రక్రియకు మద్దతు ఇస్తుంది, అయితే దిగువ వైపు శక్తి సాంద్రత చాలా మంచిది కాదు. గుర్తించబడిన సెల్ వోల్టేజ్ 3.6 వి.

Li-Ion మరియు LiFePO4 అనే రెండు కణాల ఛార్జ్ ప్రొఫైల్ ముందస్తు షరతులు, స్థిరమైన కరెంట్ మరియు స్థిరమైన వోల్టేజ్. సమర్థవంతమైన ఛార్జ్ / ఉత్సర్గ జీవితం కోసం, ఎండ్-ఆఫ్-ఛార్జ్ వోల్టేజ్ పరిమితిని 4.1V / సెల్‌కు తగ్గించవచ్చు, అయితే ఇది శక్తి-సాంద్రత లి-ఆధారిత రసాయన స్పెసిఫికేషన్‌తో పోలిస్తే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, సీసం ఆమ్లం కొనసాగుతుంది తగ్గిన ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు వేగవంతమైన ఉత్సర్గ చక్రాల కారణంగా బ్యాటరీకి ఎక్కువ ప్రాధాన్యత ఇవ్వండి.

సాధారణ వోల్టేజ్ ప్రవేశం 2.3V నుండి 2.45V వరకు ఉంటుంది. బ్యాటరీ పూర్తిగా అగ్రస్థానంలో ఉన్నట్లు కనిపించిన తరువాత, స్వీయ-ఉత్సర్గ కోసం ఫ్లోట్ లేదా ట్రికిల్ ఛార్జ్ తప్పనిసరి అవుతుంది. ట్రికిల్ ఛార్జ్ థ్రెషోల్డ్ స్థిరమైన వోల్టేజ్ పాయింట్ కంటే 100mV-200mV.

ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేషన్

సౌర ఫలకం V-I లేదా V-P వక్రరేఖపై ప్రత్యేక స్థాయిని కలిగి ఉండవచ్చు, దీనిని మాగ్జిమమ్ పవర్ పాయింట్ (MPP) అని పిలుస్తారు, దీనిలో పూర్తి కాంతివిపీడన (PV) వ్యవస్థ వాంఛనీయ సామర్థ్యంతో ఆధారపడుతుంది మరియు అవసరమైన గరిష్ట ఉత్పాదక శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

స్థిరమైన వోల్టేజ్ అల్గోరిథం చాలా సులభమైన గరిష్ట పవర్ పాయింట్ ట్రాకింగ్ (MPPT) ఎంపిక. గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి గరిష్ట పవర్ పాయింట్ ప్రారంభించబడే విధంగా bq2465O స్వయంచాలకంగా ఛార్జింగ్ ఆంప్‌ను మూసివేస్తుంది.

పరిస్థితిని మార్చండి

VCC పిన్లో సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క మార్గాలను గుర్తించడానికి చిప్ bq2465O ఒక 'SLEEP' పోలికను కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే VCC బ్యాటరీ లేదా బాహ్య AC / DC అడాప్టర్ యూనిట్ నుండి రద్దు చేయబడవచ్చు.

VCC వోల్టేజ్ మరింత ముఖ్యమైనది SRN వోల్టేజ్, మరియు ఛార్జింగ్ విధానాలకు అదనపు ప్రమాణాలు నెరవేరినట్లయితే, bq2465O తదనంతరం కనెక్ట్ చేయబడిన బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేసే ప్రయత్నం చేయడం ప్రారంభిస్తుంది (దయచేసి ఛార్జింగ్‌ను ప్రారంభించడం మరియు నిలిపివేయడం విభాగాన్ని చూడండి).

VCC కి సంబంధించి lf SRN వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది శక్తిని పొందే చోట నుండి బ్యాటరీ మూలం అని సూచిస్తుంది, bq2465O తక్కువ శీతల విద్యుత్తు కోసం ప్రారంభించబడుతుంది (<15uA) SLEEP mode to prevent amperage leakage from the battery.

lf VCC UVLO పరిమితి కంటే తక్కువగా ఉంది, IC కట్-ఆఫ్, ఆ తరువాత VREF LDO స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడింది.

ఎనేబుల్ మరియు డిసేబుల్ ఛార్జింగ్

ప్రతిపాదిత MPPT సింక్రోనస్ స్విచ్-మోడ్ బ్యాటరీ ఛార్జ్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ యొక్క ఛార్జింగ్ ప్రక్రియ ప్రారంభించబడటానికి ముందు ఈ క్రింది సంబంధిత అంశాలను నిర్ధారించాల్సిన అవసరం ఉంది:

• ఛార్జింగ్ ప్రక్రియ ప్రారంభించబడింది (MPPSET> 175mV)

Unit యూనిట్ అండర్-వోల్టేజ్-లాక్-అవుట్ (UVLO) కార్యాచరణలో లేదు మరియు VCC VCCLOWV పరిమితికి మించి ఉంది

IC IC SLEEP కార్యాచరణలో లేదు (అనగా VCC> SRN)

CC VCC వోల్టేజ్ AC ఓవర్-వోల్టేజ్ పరిమితి (VCC) కంటే తక్కువగా ఉంది

Power మొదటి పవర్-అప్ తర్వాత 30ms సమయం ముగిసింది

G REGN LDO మరియు VREF LDO వోల్టేజీలు పేర్కొన్న జంక్షన్లలో పరిష్కరించబడతాయి

Sh థర్మల్ షట్ (TSHUT) ప్రారంభించబడలేదు - TS చెడు గుర్తించబడలేదు కింది సాంకేతిక సమస్యలలో ఏదైనా బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జింగ్‌ను నిరోధించవచ్చు:

Ing ఛార్జింగ్ నిష్క్రియం చేయబడింది (MPPSET<75mV)

• అడాప్టర్ ఇన్‌పుట్ డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడింది, ఇది VCCLOWV లేదా SLEEP కార్యాచరణలోకి రావడానికి IC ని రేకెత్తిస్తుంది

• అడాప్టర్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ బ్యాటరీ మార్క్ కంటే 100mV కన్నా తక్కువ

• అడాప్టర్ అధిక వోల్టేజ్ వద్ద రేట్ చేయబడింది

G REGN లేదా VREF LDO వోల్టేజ్ స్పెక్స్ ప్రకారం కాదు

H TSHUT IC వెచ్చదనం పరిమితి గుర్తించబడింది • TS వోల్టేజ్ పేర్కొన్న పరిధి నుండి బయటపడటానికి జరుగుతుంది, ఇది బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత చాలా వేడిగా లేదా ప్రత్యామ్నాయంగా చాలా చల్లగా ఉందని సూచిస్తుంది

స్వీయ-ప్రేరేపిత అంతర్నిర్మిత సాఫ్ట్‌వేర్-స్టార్ట్ ఛార్జర్ ప్రస్తుత

బాహ్యంగా అనుసంధానించబడిన కెపాసిటర్లు లేదా పవర్ కన్వర్టర్‌పై ఖచ్చితంగా ఓవర్‌షూట్ లేదా ఒత్తిడితో కూడిన పరిస్థితులు లేవని నిర్ధారించడానికి ఛార్జర్ ఫాస్ట్-ఛార్జ్‌లోకి వెళ్ళిన ప్రతిసారీ ఛార్జర్ పవర్ రెగ్యులేషన్ కరెంట్‌ను మృదువుగా ప్రారంభిస్తుంది.

మృదువైన-ప్రారంభం, ఛార్జింగ్ స్టెబిలైజేషన్ ఆంప్‌ను ప్రిఫిక్స్డ్ ఛార్జింగ్ ప్రస్తుత స్థాయి పక్కన ఎనిమిది ఏకరీతిలో అమలు చేయబడిన కార్యాచరణ దశల్లోకి తీసుకురావడం ద్వారా ప్రదర్శించబడుతుంది. కేటాయించిన అన్ని దశలు 13ms వరకు పేర్కొన్న వ్యవధిలో 1.6ms వరకు కొనసాగుతాయి. చర్చించిన కార్యాచరణ ఫంక్షన్‌ను ప్రారంభించడానికి ఒక్క బాహ్య భాగాలు కూడా పిలువబడవు.

కన్వర్టర్ ఆపరేషన్

సింక్రోనస్ బక్ పిడబ్ల్యుఎం కన్వర్టర్ ఫీడ్-ఫోర్వర్డ్ కంట్రోల్ స్ట్రాటజీతో ముందుగా నిర్ణయించిన ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్ మోడ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.

సంస్కరణ III పరిహార కాన్ఫిగరేషన్ కన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ దశలో సిరామిక్ కెపాసిటర్లను చేర్చడానికి వ్యవస్థను అనుమతిస్తుంది. పరిహారం ఇన్పుట్ దశ అంతర్గతంగా ఫీడ్బ్యాక్ అవుట్పుట్ (FBO) తో పాటు లోపం యాంప్లిఫైయర్ ఇన్పుట్ (EAI) మధ్య సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.

ఫీడ్బ్యాక్ పరిహార దశ లోపం యాంప్లిఫైయర్ ఇన్పుట్ (EAI) మరియు లోపం యాంప్లిఫైయర్ అవుట్పుట్ (EAO) మధ్య రిగ్డ్ చేయబడింది. పరికరం కోసం సుమారు 12 kHz - 17 kHz ప్రతిధ్వనించే పౌన frequency పున్యాన్ని ప్రారంభించడానికి LC అవుట్పుట్ ఫిల్టర్ దశను నిర్ణయించాల్సిన అవసరం ఉంది, దీని కోసం ప్రతిధ్వనించే పౌన frequency పున్యం, ఫో,

fo = 1/2 √ oLoCo

కన్వర్టర్ యొక్క విధి-చక్రాన్ని మార్చడానికి అంతర్గత EAO లోపం నియంత్రణ ఇన్‌పుట్‌ను పోల్చడానికి ఇంటిగ్రేటెడ్ సా-టూత్ రాంప్ అనుమతించబడుతుంది.

ర్యాంప్ వ్యాప్తి ఇన్పుట్ అడాప్టర్ వోల్టేజ్ యొక్క 7%, ఇది అడాప్టర్ వోల్టేజ్ యొక్క ఇన్పుట్ సరఫరాకు శాశ్వతంగా మరియు పూర్తిగా అనులోమానుపాతంలో ఉండటానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క వైవిధ్యం కారణంగా ఎలాంటి లూప్ లాభ మార్పులను రద్దు చేస్తుంది మరియు లూప్ పరిహార విధానాలను సులభతరం చేస్తుంది. ర్యాంప్ 300mV ద్వారా సమతుల్యం చెందుతుంది, తద్వారా EAO సిగ్నల్ రాంప్ క్రింద ఉన్నప్పుడు సున్నా శాతం డ్యూటీ-సైక్ఐ సాధించబడుతుంది.

100% డ్యూటీ సైకిఐ పిడబ్ల్యుఎం డిమాండ్‌ను సాధించే ఉద్దేశ్యంతో సా-టూత్ రాంప్ సిగ్నల్‌ను మించిపోయేలా EAO సిగ్నల్ అర్హత కలిగి ఉంది.

లో నిర్మించారు గేట్ డ్రైవ్ లాజిక్ అదే సమయంలో 99.98% డ్యూటీ-సైకిల్‌ను సాధించడం సాధ్యపడుతుంది, N- ఛానల్ ఎగువ పరికరం ఎల్లప్పుడూ 100% ఆన్‌లో ఉండటానికి అవసరమైన వోల్టేజ్‌ను స్థిరంగా కలిగి ఉంటుంది.

ఒకవేళ BTST పిన్ నుండి PH పిన్ వోల్టేజ్ మూడు విరామాల కంటే ఎక్కువ కాలం 4.2V కన్నా తక్కువకు తగ్గుతుంది, ఆ సందర్భంలో హై-సైడ్ n-channeI పవర్ MOSFET స్విచ్ ఆఫ్ అయితే తక్కువ-వైపు n- ఛానే | శక్తి MOSFET PH నోడ్‌ను క్రిందికి గీయడానికి మరియు BTST కెపాసిటర్‌ను ఛార్జ్ చేయడానికి ప్రేరేపించబడుతుంది.

ఆ తరువాత (BTST-PH) వోల్టేజ్ మళ్లీ తక్కువగా తగ్గుతుందని గమనించే వరకు హై-సైడ్ డ్రైవర్ 100% డ్యూటీ-సైకిల్ విధానానికి సాధారణీకరిస్తుంది, low ట్‌ఫ్లో కరెంట్ 4.2 V కంటే తక్కువ BTST కెపాసిటర్‌ను క్షీణింపజేయడం వలన, అలాగే రీసెట్ పల్స్ తిరిగి విడుదల చేయబడింది.

ముందుగా నిర్ణయించిన ఫ్రీక్వెన్సీ ఓసిలేటర్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్, బ్యాటరీ వోల్టేజ్, ఛార్జ్ కరెంట్ మరియు ఉష్ణోగ్రత, అవుట్పుట్ ఫిల్టర్ లేఅవుట్ను సరళీకృతం చేయడం మరియు వినగల ఆటంకాల స్థితి నుండి దూరంగా ఉంచడం వంటి చాలా పరిస్థితులలో స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీపై కఠినమైన ఆదేశాన్ని నిర్వహిస్తుంది.

డిజైన్ # 3: ఫాస్ట్ MPPT ఛార్జర్ సర్క్యూట్

మా జాబితాలోని మూడవ ఉత్తమ MPPT డిజైన్ IC bq2031 నుండి సాధారణ MPPT ఛార్జర్ సర్క్యూట్‌ను వివరిస్తుంది టెక్సాస్ సూచనలు, అధిక ఆహ్ లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలను త్వరగా మరియు సాపేక్షంగా వేగవంతమైన రేటుతో ఛార్జ్ చేయడానికి ఇది బాగా సరిపోతుంది

నైరూప్య

ఈ ప్రాక్టికల్ అప్లికేషన్ వ్యాసం bq2031 బ్యాటరీ ఛార్జర్ సహాయంతో MPPT- ఆధారిత లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీ ఛార్జర్‌ను అభివృద్ధి చేస్తున్న వ్యక్తుల కోసం.

ఈ వ్యాసంలో కాంతివిపీడన అనువర్తనాల కోసం ఛార్జింగ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి MPPT (గరిష్ట పవర్ పాయింట్ ట్రాకింగ్) ను ఉపయోగించే 12-A-hr లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీని ఛార్జింగ్ చేయడానికి నిర్మాణాత్మక ఆకృతి ఉంటుంది.

పరిచయం

సోలార్ ప్యానెల్ వ్యవస్థల నుండి బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి సులభమైన విధానం బ్యాటరీని సౌర ఫలకానికి నేరుగా కట్టిపడేశాయి, అయితే ఇది చాలా ప్రభావవంతమైన సాంకేతికత కాకపోవచ్చు.

ఒక సౌర ఫలకం 75 W రేటింగ్ కలిగి ఉంటుందని మరియు 25 ° C ఉష్ణోగ్రత మరియు 1000 W / m2 ఇన్సోలేషన్ యొక్క సాధారణ పరీక్ష వాతావరణంలో 16 V వోల్టేజ్‌తో 4.65 A విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీని 12 V వోల్టేజ్‌తో రేట్ చేస్తారు, ఈ బ్యాటరీకి సౌర ఫలకాన్ని నేరుగా కట్టిపడేస్తే ప్యానెల్ వోల్టేజ్ 12 V కి తగ్గుతుంది మరియు ఛార్జింగ్ కోసం ప్యానెల్ నుండి 55.8 W (12 V మరియు 4.65 A) మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

ఇక్కడ ఆర్థిక ఛార్జింగ్ కోసం DC / DC కన్వర్టర్ చాలా అవసరం.

ఈ ఆచరణాత్మక అనువర్తన పత్రం ఒక నమూనాను వివరిస్తుంది, సమర్థవంతమైన ఛార్జింగ్ కోసం bq2031 ను ఉపయోగించుకుంటుంది.

సౌర ఫలకం యొక్క I-V లక్షణాలు

మూర్తి 1 సౌర ఫలక వ్యవస్థల యొక్క ప్రామాణిక అంశాలను ప్రదర్శిస్తుంది. ఇస్క్ ఒక షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్, ఇది సౌర ప్యానెల్ షార్ట్ సర్క్యూట్ అయినట్లయితే ప్యానెల్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.

ఇది సౌర ఫలకం నుండి సేకరించిన వాంఛనీయ ప్రవాహంగా ఉంటుంది.

వోక్ అనేది సౌర ఫలకం యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్.

Vmp మరియు Imp అనేది వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత స్థాయిలు, ఇక్కడ సౌర ఫలకం నుండి గరిష్ట శక్తిని కొనుగోలు చేయవచ్చు.

సూర్యరశ్మి సాధించగల వాంఛనీయ ప్రవాహాన్ని (Isc) తగ్గిస్తుండగా, సౌర ఫలకం నుండి అత్యధిక ప్రవాహం కూడా అణిచివేస్తుంది. మూర్తి 2 సూర్యకాంతితో I-V లక్షణాల వైవిధ్యాన్ని సూచిస్తుంది.

నీలిరంగు వక్రత గరిష్ట శక్తి యొక్క వివరాలను వివిధ విలువలతో వేరుచేస్తుంది

అనేక సూర్యరశ్మి పరిస్థితులలో సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క పని స్థాయిని గరిష్ట శక్తి పాయింట్ వద్ద నిలబెట్టడానికి MPPT సర్క్యూట్ కారణం.

మూర్తి 2 నుండి గమనించినట్లుగా, గరిష్ట శక్తిని అందించే వోల్టేజ్ సూర్యరశ్మితో పెద్దగా మారదు.

Bq2031 తో నిర్మించిన సర్క్యూట్ MPPT ను ఆచరణలో పెట్టడానికి ఈ అక్షరాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది.

పగటి వెలుతురు తగ్గడంతో పాటు గరిష్ట పవర్ పాయింట్ వోల్టేజ్ చుట్టూ సోలార్ ప్యానెల్ వోల్టేజ్‌ను కొనసాగించడంతో ఛార్జ్ కరెంట్ తగ్గడంతో అదనపు కరెంట్ కంట్రోల్ లూప్ చేర్చబడుతుంది.

bq2031- ఆధారిత MPPT ఛార్జర్

డేటాషీట్ BQ2031

కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ TLC27L2 ను ఉపయోగించుకునే MPPT ను నిర్వహించడానికి అదనపు ప్రస్తుత నియంత్రణ లూప్‌తో DV2031S2 బోర్డు యొక్క స్కీమాటిక్‌ను మూర్తి 3 ప్రదర్శిస్తుంది.

సెన్స్ రెసిస్టెన్స్ R 20 వద్ద 250 mV వోల్టేజ్‌ను నిలుపుకోవడం ద్వారా bq2031 ఛార్జింగ్ కరెంట్‌ను ఉంచుతుంది. U2 నుండి 5 V ని ఉపయోగించడం ద్వారా 1.565 V యొక్క రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ సృష్టించబడుతుంది.

ఛార్జ్ కరెంట్‌ను తగ్గించడానికి bq2031 యొక్క SNS పిన్ వద్ద అమలు చేయగల లోపం వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌ను రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌తో పోల్చారు.

సౌర ఫలకం నుండి గరిష్ట శక్తిని పొందగల వోల్టేజ్ (V mp) రెసిస్టర్లు R26 మరియు R27 లను ఉపయోగిస్తుంది. V mp = 1.565 (R 26 + R 27) / R 27.

R 27 = 1 k Ω మరియు R 26 = 9.2 k With తో, V mp = 16 V సాధించబడుతుంది. TLC27L2 అంతర్గతంగా V dd = 5 V. వద్ద 6 kHz యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. ప్రధానంగా TLC27L2 యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ bq2031 యొక్క స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉన్నందున, జోడించిన ప్రస్తుత నియంత్రణ లూప్ స్థిరంగా కొనసాగుతుంది.

మునుపటి సర్క్యూట్లోని bq2031 (మూర్తి 3) 1 A యొక్క వాంఛనీయ ప్రవాహాన్ని అందిస్తుంది.

ఒకవేళ సౌర విద్యుత్ ప్యానెల్ 1 A వద్ద బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి తగిన శక్తిని ఇవ్వగలిగితే, బాహ్య నియంత్రణ లూప్ చర్యలోకి రాదు.

అయితే ఇన్సులేషన్ తగ్గితే మరియు 1 A వద్ద బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి సౌర విద్యుత్ ప్యానెల్ తగినంత శక్తిని అందించడానికి కష్టపడుతుంటే, బాహ్య నియంత్రణ లూప్ V mp వద్ద ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌ను కాపాడటానికి ఛార్జ్ కరెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది.

టేబుల్ 1 లో చూపిన ఫలితాలు సర్క్యూట్ యొక్క పనితీరును నిర్ధారిస్తాయి. V mp వద్ద ఇన్పుట్ను సంరక్షించడానికి ద్వితీయ నియంత్రణ లూప్ ఛార్జ్ కరెంట్ను కనిష్టీకరించినప్పుడల్లా బోల్డ్ రకంలో వోల్టేజ్ రీడింగులు సమస్యను సూచిస్తాయి.

ప్రస్తావనలు:

టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్

MPPT సింక్రోనస్ స్విచ్-మోడ్ బ్యాటరీ ఛార్జ్ కంట్రోలర్ సర్క్యూట్