Одиночная схема имитатора MPPT на основе LM317

Чтобы сделать эту простую схему MPPT, мы сначала модифицируем стандартную схему источника питания LM317 в понижающий преобразователь, а затем настраиваем ее с солнечной панелью для реализации функции MPPT.

Модификация источника питания LM317 в оптимизатор солнечной энергии MPPT

В нашей предыдущей статье мы узнали, как стандартный блок питания LM317 можно преобразовать в эффективный на основе индуктора Схема источника питания переменного понижающего преобразователя.

В этой статье мы анализируем, как та же самая схема может быть преобразована в эффективную схему MPPT, добавив оптрон LDR / LED и каскады цепи повторителя напряжения операционного усилителя.

Полная принципиальная схема предлагаемой схемы MPPT с понижающим преобразователем LM317 видна на следующем изображении:

На рисунке показана обсуждаемая схема MPPT, LM317 и связанные с ним компоненты образуют базовую схема понижающего преобразователя выход которого можно изменять, просто изменяя резистор на C2.

В нашей предыдущей конструкции источника питания мы видели, что потенциометр размещен параллельно с C2 для включения функции переменного выходного напряжения, однако, поскольку нынешний дизайн должен выполнять автоматический MPPT, этот горшок можно было увидеть замененным на оптопару LDR / LED. .

Как работают схемы

В Оптопара LED LDR - простое самодельное устройство в котором красный светодиод и LDR герметизированы лицом к лицу внутри крошечного светонепроницаемого корпуса.

Здесь можно увидеть выводы LDR, подключенные параллельно с C2, а светодиод интегрирован с выходом каскада цепи повторителя напряжения операционного усилителя.

Вход операционного усилителя можно увидеть подключенным к солнечной панели через предустановку 10k.

Идея здесь состоит в том, чтобы убедиться, что по мере увеличения напряжения солнечной панели интенсивность опто-светодиода также увеличивается, что, в свою очередь, вызывает падение сопротивления LDR.

Падение сопротивления заставляет понижающую ШИМ сужать свои импульсы, тем самым предотвращая повышение выходного напряжения, но, тем не менее, обеспечивая пропорциональное повышение тока для подключенной нагрузки.

В одном из моих предыдущих постов мы поняли, что в любом Конструкция понижающего преобразователя выходная мощность преобразователя зависит от ШИМ и входного напряжения .

Это означает, что если солнечное напряжение имеет тенденцию к увеличению, это может повлиять на выходную мощность понижающего преобразователя и начать пропорционально расти. Это, в свою очередь, может вызвать перегрузку панели и снизить эффективность панели.

Нынешняя конструкция LM317 MPPT решает эту проблему с помощью устройства LED / LDR и функции переменного резистора LM317 и сочетает эти две функции в сочетании с повторителем напряжения операционного усилителя для разработки эффективной саморегулирующейся схемы MPPT на основе ШИМ.

Регулировка предустановки операционного усилителя 10k оказывается довольно простой.

Как настроить предустановку LM317 MPPT

При оптимальном солнечном свете предустановка 10k регулируется таким образом, чтобы на выходе понижающего преобразователя было напряжение, равное номинальному напряжению нагрузки.

Например, предположим, что нагрузка представляет собой аккумулятор на 12 В, в этом случае предустановка 10K настроена на выработку около 14,4 В.

Как только это будет сделано, отсюда можно предположить, что выход саморегулируется в ответ на солнечный свет ... это означает, что теперь, когда солнечный свет усиливается, понижающий преобразователь LM317 самонастраивается и сужает ШИМ у основания Q1, предотвращая любое повышение по напряжению, но в процессе индуктивности L1 и C4 обеспечивают преобразование избыточного солнечного света в пропорциональную величину дополнительного тока для аккумулятора, чтобы обеспечить более быструю зарядку.

И наоборот, если солнечный свет ухудшается, ШИМ имеет тенденцию расширяться, в результате чего напряжение для батареи автоматически регулируется, поддерживая уровень 14,4 В ... хотя и с пропорциональным уменьшением тока.

Функция самооптимизации выполняется в течение дня, обеспечивая наиболее эффективный результат от панели для подключенной нагрузки.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ВЫШЕ ОБЪЯСНЕННАЯ ПРОСТАЯ ЦЕПЬ MPPT, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ LM317, ОСНОВАНА НА ПРЕДПОЛОЖЕНИИ И МОДЕЛИРОВАНИИ АВТОРА, Зрителям рекомендуется тщательно оценить концепцию, прежде чем пытаться ее применить.