http://solorb.com/elect/solarcirc/buckreg1/ (super semplice con regolatore switching e tensione fissa, primo risultato per “switching regulator solar”) charge controller complicati, il circuito del link è solo uno stadio successivo
E' uno shield Arduino che realizza un regolatore di carica MPPT (pannello PV in ingresso e batteria in uscita) pilotato da microcontrollore con un display LCD. Sulla scheda c'è un regolatore switching step-down a componenti discreti. Nel sito ci sono anche i file di progetto.
Osservazioni:
è un progetto didattico (proof of concept)
la scheda Arduino e il display consumano troppo perché il regolatore sia efficiente
il tizio usa componenti SMD, noi no
non si può usare un regolatore integrato perché bisogna poter variare il PWM regolando la tensione di uscita secondo l'algoritmo MPPT e non per avere una tensione stabilizzata
la frequenza del PWM di un microcontrollore è troppo bassa per un impiego da regolatore2) ma va bene in questo caso perché la regolazione dipende dall'irraggiamento del pannello che cambia lentamente
usa un pannello da 30W 12V
topologia buck sincrona (2 transistor invece che transistor e diodo per una maggiore efficienza)
usa un driver half-bridge per pilotare i FET (che commutano alternativamente)
usa C e L per alta frequenza (low ESR per gli elettrolitici)
usa degli ampli da strumentazione current-shunt-monitor per la misura delle due correnti
il programma:
misura tensione e corrente in ingresso (pannello) e uscita (batteria) e li visualizza sul display
se la Vin supera un soglia abilita il convertitore DC-DC per produrre una tensione pari a Vin
aggiusta il duty-cycle (aumenta) misurando la potenza
abbassa se la potenza trasmessa cala o se la tensione alla batteria supera una soglia
spegne il convertitore se Vin o In calano troppo
Possibili modifiche:
non sincrono con diodo a valanga o shottky → più semplice
serve un driver high-side per il pilotaggio del MOS
fusibili e diodi di protezione
componenti THT
misura corrente con LM358 (lab51 credo) usato da amplificatore differenziale
Definizione del problema
se la tensione del pannello è minore di quella della batteria la batteria si scarica sul pannello → serve un diodo
se la tensione del pannello è molto più alta di quella della batteria il pannello non lavora alla massima potenza e la corrente troppo alta potrebbe rovinare la batteria (evaporazione) → abbassare la tensione del pannello con un regolatore (switching altrimenti si dissipa potenza)
anche con la “tensione giusta” il pannello non lavora alla massima potenza → regolazione MPPT (calcola ciclicamente la potenza e aggiusta il duty-cycle del regolatore (di fatto è come se cambiasse l'impedenza vista dal pannello); in genere ci vuole un micro o un IC dedicato)
se la batteria è completamente carica → smettere di caricare o si rovina
Possibili soluzioni
Soluzione minima:
diodo
Soluzione con distacco pannello
si aggiunge MOSFET e misura tensione
Soluzione con tensione corretta e distacco pannello
si aggiunge regolatore
Soluzione con MPPT
si aggiunge un micro programmato per cercare il punto a massima potenza e gestire il distacco
dai 100kHz in su, per avere una risposta più pronta e ridurre le dimensioni dell'induttore
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riservata/mppt.txt · Ultima modifica: 2020/07/03 17:58 (modifica esterna)