วิธีสร้างวงจรเพิ่มประสิทธิภาพแผงโซลาร์เซลล์

วงจรเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ที่นำเสนอสามารถใช้เพื่อรับเอาต์พุตสูงสุดที่เป็นไปได้ในแง่ของกระแสและแรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์เพื่อตอบสนองต่อสภาพแสงดวงอาทิตย์ที่แตกต่างกัน

วงจรเครื่องชาร์จเพิ่มประสิทธิภาพแผงโซลาร์เซลล์ที่เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพมีอธิบายไว้ในโพสต์นี้ ตัวแรกสามารถสร้างได้โดยใช้ IC 555 สองสามตัวและส่วนประกอบเชิงเส้นอื่น ๆ อีกสองสามตัว optin ตัวที่สองนั้นง่ายกว่าและใช้ IC ธรรมดา ๆ เช่น LM338 และ op amp IC 741 มาเรียนรู้ขั้นตอนกัน

วัตถุประสงค์ของวงจร

อย่างที่เราทราบกันดีว่าการได้รับประสิทธิภาพสูงสุดจากแหล่งจ่ายไฟทุกรูปแบบจะเป็นไปได้หากขั้นตอนไม่เกี่ยวข้องกับการตัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟหมายความว่าเราต้องการได้รับแรงดันไฟฟ้าในระดับต่ำกว่าที่ต้องการโดยเฉพาะและกระแสไฟฟ้าสูงสุดสำหรับโหลดซึ่งเป็น ดำเนินการโดยไม่รบกวนระดับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดและไม่สร้างความร้อน

โดยสังเขปเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ที่เกี่ยวข้องควรให้เอาต์พุตที่มีกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ต้องการระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการต่ำกว่าใด ๆ แต่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับแรงดันไฟฟ้าทั่วแผงไม่ได้รับผลกระทบ

วิธีการหนึ่งที่กล่าวถึงในที่นี้เกี่ยวข้องกับเทคนิค PWM ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดวิธีหนึ่งในปัจจุบัน

เราควรจะขอบคุณอัจฉริยะตัวน้อยที่เรียกว่า IC 555 ซึ่งทำให้แนวคิดที่ยากทั้งหมดดูง่ายมาก

ใช้ IC 555 สำหรับการแปลง PWM

ในแนวคิดนี้เราได้รวมเอาไว้ด้วยเช่นกันและขึ้นอยู่กับ IC 555 สองสามตัวสำหรับการใช้งานที่จำเป็น

เมื่อดูจากแผนภาพวงจรเราจะเห็นว่าการออกแบบทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน

ขั้นตอนตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบนและขั้นตอนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า PWM ที่ต่ำกว่า

ขั้นตอนบนประกอบด้วย p-channel mosfet ซึ่งอยู่ในตำแหน่งเป็นสวิตช์และตอบสนองต่อข้อมูล PWM ที่ใช้ที่ประตู

ขั้นตอนล่างคือเวทีกำเนิด PWM มีการกำหนดค่า IC จำนวน 555 ตัวสำหรับการดำเนินการที่เสนอ

วิธีการทำงานของวงจร

IC1 รับผิดชอบในการผลิตคลื่นสี่เหลี่ยมที่ต้องการซึ่งประมวลผลโดยเครื่องกำเนิดคลื่นสามเหลี่ยมกระแสคงที่ซึ่งประกอบด้วย T1 และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง

คลื่นสามเหลี่ยมนี้ใช้กับ IC2 เพื่อประมวลผลเป็น PWM ที่ต้องการ

อย่างไรก็ตามระยะห่าง PWM จาก IC2 ขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้าที่พิน # 5 ซึ่งได้มาจากเครือข่ายตัวต้านทานข้ามแผงผ่านตัวต้านทาน 1K และค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10K

แรงดันไฟฟ้าระหว่างเครือข่ายนี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับโวลต์แผงที่แตกต่างกัน

ในช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงสุด PWM จะกว้างขึ้นและในทางกลับกัน

PWM ข้างต้นถูกนำไปใช้กับประตูมอสเฟ็ทซึ่งทำหน้าที่และจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นให้กับแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อ

ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ในช่วงที่มีแสงแดดจัดแผงจะสร้างแรงดันไฟฟ้าในระดับที่สูงขึ้นแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหมายถึง IC2 ที่สร้าง PWM ที่กว้างขึ้นซึ่งจะช่วยให้ mosfe ปิดเป็นระยะเวลานานขึ้นหรือเปิดในช่วงเวลาที่สั้นกว่าซึ่งสอดคล้องกับค่าแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่อาจ อยู่ที่ประมาณ 14.4V ทั่วขั้วแบตเตอรี่

เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงเสื่อมลง PWM จะมีระยะห่างที่แคบตามสัดส่วนทำให้ mosfet ทำงานได้มากขึ้นเพื่อให้กระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยทั่วแบตเตอรี่มีแนวโน้มที่จะยังคงอยู่ในค่าที่เหมาะสมที่สุด

ควรปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10K สำหรับการรับประมาณ 14.4V ในขั้วเอาต์พุตภายใต้แสงแดดจ้า

ผลลัพธ์อาจได้รับการตรวจสอบภายใต้สภาพแสงดวงอาทิตย์ที่แตกต่างกัน

วงจรเพิ่มประสิทธิภาพแผงโซลาร์เซลล์ที่นำเสนอช่วยให้มั่นใจได้ถึงการชาร์จแบตเตอรี่ที่เสถียรโดยไม่ส่งผลกระทบหรือตัดแรงดันไฟฟ้าของแผงซึ่งส่งผลให้เกิดความร้อนต่ำลง

หมายเหตุ: แผงทะยานที่เชื่อมต่อควรสร้างแรงดันไฟฟ้าได้มากกว่าแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อถึง 50% เมื่อมีแสงแดดจัด กระแสไฟฟ้าควรอยู่ที่ 1/5 ของระดับ AH ของแบตเตอรี่

วิธีการตั้งค่าวงจร

1. อาจทำได้ในลักษณะต่อไปนี้:
2. ในขั้นต้นให้ปิด S1 ไว้
3. วางแผงให้มีแสงแดดส่องถึงสูงสุดและปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จที่เหมาะสมที่สุดผ่านเอาต์พุตไดโอดและกราวด์ของ mosfet
4. ตอนนี้วงจรถูกตั้งค่าทั้งหมดแล้ว
5. เมื่อเสร็จแล้วให้เปิด S1 แบตเตอรี่จะเริ่มชาร์จในโหมดปรับให้เหมาะสมที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

การเพิ่มคุณสมบัติการควบคุมปัจจุบัน

การตรวจสอบวงจรข้างต้นอย่างรอบคอบแสดงให้เห็นว่าเนื่องจาก mosfet พยายามชดเชยระดับแรงดันไฟฟ้าที่แผงลดลงจะช่วยให้แบตเตอรี่สามารถดึงกระแสจากแผงควบคุมได้มากขึ้นซึ่งส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าของแผงควบคุมที่ลดลงทำให้เกิดสถานการณ์หนีไป อาจขัดขวางกระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างจริงจัง

คุณลักษณะการควบคุมปัจจุบันดังแสดงในแผนภาพต่อไปนี้จะดูแลปัญหานี้และห้ามไม่ให้แบตเตอรี่ดึงกระแสไฟฟ้ามากเกินไปเกินขีด จำกัด ที่กำหนด สิ่งนี้จะช่วยให้แรงดันไฟฟ้าของแผงไม่ได้รับผลกระทบ

RX ซึ่งเป็นตัวต้านทาน จำกัด กระแสสามารถคำนวณได้ด้วยความช่วยเหลือของสูตรต่อไปนี้:

RX = 0.6 / I โดยที่ฉันคือกระแสชาร์จขั้นต่ำที่ระบุสำหรับแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อ

อาจมีการสร้างการออกแบบที่อธิบายไว้ข้างต้นที่หยาบ แต่เรียบง่ายขึ้นตามคำแนะนำของ Mr. Dhyaksa โดยใช้การตรวจจับเกณฑ์พิน 2 และพิน 6 ของ IC555 แผนภาพทั้งหมดสามารถดูได้ด้านล่าง:

ไม่มีการเพิ่มประสิทธิภาพหากไม่มีตัวแปลงบั๊ก

การออกแบบที่อธิบายข้างต้นทำงานโดยใช้แนวคิด PWM พื้นฐานซึ่งจะปรับ PWM ของวงจรที่ใช้ 555 โดยอัตโนมัติเพื่อตอบสนองต่อความเข้มของดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนแปลงไป

แม้ว่าเอาต์พุตจากวงจรนี้จะสร้างการตอบสนองที่ปรับได้เองเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยให้คงที่ที่เอาต์พุต แต่จะไม่มีการปรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดทำให้เป็นอันตรายอย่างมากต่อการชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion หรือ Lipo

ยิ่งไปกว่านั้นวงจรข้างต้นไม่ได้ติดตั้งเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินจากแผงเป็นปริมาณกระแสตามสัดส่วนสำหรับโหลดพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าที่เชื่อมต่อ

การเพิ่ม Buck Converter

ฉันพยายามแก้ไขเงื่อนไขนี้โดยเพิ่มขั้นตอนตัวแปลงบั๊กในการออกแบบข้างต้นและสามารถสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพที่ดูคล้ายกับวงจร MPPT มาก

อย่างไรก็ตามแม้จะมีวงจรที่ได้รับการปรับปรุงนี้ฉันก็ไม่สามารถมั่นใจได้ทั้งหมดว่าวงจรสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าคงที่ได้จริงหรือไม่โดยมีระดับสูงสุดที่ถูกตัดลงและกระแสที่เพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองต่อระดับความเข้มของดวงอาทิตย์

เพื่อให้มั่นใจอย่างเต็มที่เกี่ยวกับแนวคิดและเพื่อขจัดความสับสนทั้งหมดฉันต้องผ่านการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับตัวแปลงบั๊กและความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องระหว่างแรงดันไฟฟ้าอินพุต / เอาต์พุตกระแสและอัตราส่วน PWM (รอบการทำงาน) ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจ ฉันสร้างบทความที่เกี่ยวข้องดังต่อไปนี้:

Buck Converters ทำงานอย่างไร

การคำนวณแรงดันกระแสใน Buck Inductor

สูตรสรุปที่ได้จากสองบทความข้างต้นช่วยชี้แจงข้อสงสัยทั้งหมดและในที่สุดฉันก็มั่นใจได้อย่างสมบูรณ์กับวงจรเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ที่ฉันเสนอก่อนหน้านี้โดยใช้วงจรแปลงบั๊ก

การวิเคราะห์ PWM Duty Cycle Condition สำหรับการออกแบบ

สูตรพื้นฐานที่ทำให้สิ่งต่าง ๆ ชัดเจนชัดเจนสามารถดูได้ด้านล่าง:

Vout = DVin

ที่นี่ V (ใน) คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่มาจากแผง Vout คือแรงดันขาออกที่ต้องการจากตัวแปลงบั๊กและ D คือรอบการทำงาน

จากสมการจะเห็นได้ชัดว่า Vout สามารถปรับแต่งได้โดย 'อย่างใดอย่างหนึ่ง' การควบคุมรอบการทำงานของตัวแปลงบั๊กหรือ Vin .... หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า Vin และพารามิเตอร์ของวัฏจักรหน้าที่เป็นสัดส่วนโดยตรงและมีอิทธิพลต่อกันและกัน ค่าเชิงเส้น

ในความเป็นจริงเงื่อนไขเป็นเส้นตรงมากซึ่งทำให้การวัดขนาดของวงจรเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ง่ายขึ้นมากโดยใช้วงจรแปลงบั๊ก

หมายความว่าเมื่อ Vin สูงกว่ามาก (@ แสงแดดสูงสุด) กว่าข้อกำหนดการโหลดโปรเซสเซอร์ IC 555 สามารถทำให้ PWM แคบลงตามสัดส่วน (หรือกว้างขึ้นสำหรับอุปกรณ์ P) และส่งผลให้ Vout ยังคงอยู่ในระดับที่ต้องการและในทางกลับกันก็คือ ดวงอาทิตย์ลดลงโปรเซสเซอร์สามารถขยาย (หรือแคบลงสำหรับอุปกรณ์ P) อีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าขาออกจะคงที่ในระดับคงที่ที่กำหนด

การประเมินการใช้งาน PWM ผ่านตัวอย่างการปฏิบัติ

เราสามารถพิสูจน์ข้างต้นได้โดยการแก้สูตรที่กำหนด:

สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าแผงสูงสุด V (นิ้ว) เป็น 24V

และ PWM จะประกอบด้วยเวลาเปิด 0.5 วินาทีและเวลาปิด 0.5 วินาที

รอบการทำงาน = ทรานซิสเตอร์ On time / Pulse ON + OFF time = T (on) / 0.5 + 0.5 sec

รอบการทำงาน = T (เปิด) / 1

ดังนั้นการแทนที่ข้างต้นในสูตรที่กำหนดด้านล่างที่เราได้รับ

V (ออก) = V (ใน) x T (บน)

14 = 24 x T (เปิด)

โดยที่ 14 คือแรงดันไฟฟ้าขาออกที่สมมติขึ้น

ดังนั้น,

T (เปิด) = 14/24 = 0.58 วินาที

สิ่งนี้ทำให้เรามีเวลา ON ของทรานซิสเตอร์ซึ่งจำเป็นต้องตั้งค่าสำหรับวงจรในช่วงที่มีแสงแดดจัดเพื่อผลิต 14v ที่ต้องการที่เอาต์พุต

มันทำงานอย่างไร

เมื่อตั้งค่าข้างต้นแล้วส่วนที่เหลืออาจปล่อยให้ IC 555 ประมวลผลสำหรับช่วงเวลา T (เปิด) ที่ปรับได้เองที่คาดไว้เพื่อตอบสนองต่อแสงแดดที่ลดลง

ตอนนี้เมื่อแสงแดดลดลงเวลา ON ข้างต้นจะเพิ่มขึ้น (หรือลดลงสำหรับอุปกรณ์ P) ตามสัดส่วนโดยวงจรในรูปแบบเชิงเส้นเพื่อให้แน่ใจว่า 14V คงที่จนกว่าแรงดันไฟฟ้าของแผงจะลดลงอย่างแท้จริงถึง 14V เมื่อวงจรสามารถทำได้ ปิดขั้นตอน

พารามิเตอร์ปัจจุบัน (แอมป์) ยังสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นการปรับตัวเองซึ่งจะพยายามทำให้ได้ค่าคงที่ผลิตภัณฑ์ (VxI) ตลอดกระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพ เนื่องจากตัวแปลงบั๊กควรจะแปลงอินพุตไฟฟ้าแรงสูงให้เป็นระดับกระแสที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนที่เอาต์พุต

อย่างไรก็ตามหากคุณสนใจที่จะได้รับการยืนยันทั้งหมดเกี่ยวกับผลลัพธ์คุณสามารถดูบทความต่อไปนี้สำหรับสูตรที่เกี่ยวข้อง:

การคำนวณแรงดันกระแสใน Buck Inductor

ตอนนี้เรามาดูกันว่าวงจรสุดท้ายที่ออกแบบโดยฉันมีลักษณะอย่างไรจากข้อมูลต่อไปนี้:

ดังที่คุณเห็นในแผนภาพด้านบนแผนภาพพื้นฐานจะเหมือนกับวงจรเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่ปรับตัวเองให้เหมาะสมก่อนหน้านี้ยกเว้นการรวม IC4 ซึ่งได้รับการกำหนดค่าให้เป็นตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าและถูกแทนที่ในระยะผู้ติดตามตัวปล่อย BC547 สิ่งนี้ทำเพื่อให้การตอบสนองที่ดีขึ้นสำหรับพินควบคุม IC2 พิน # 5 จากแผงควบคุม

สรุปการทำงานพื้นฐานของ Solar Optimizer

การทำงานอาจได้รับการแก้ไขตามที่ระบุไว้ภายใต้: IC1 สร้างความถี่คลื่นสี่เหลี่ยมที่ประมาณ 10kHz ซึ่งสามารถเพิ่มเป็น 20kHz ได้โดยการเปลี่ยนค่าของ C1

ความถี่นี้ป้อนให้กับพิน 2 ของ IC2 สำหรับการผลิตคลื่นสามเหลี่ยมสลับอย่างรวดเร็วที่พิน # 7 ด้วยความช่วยเหลือของ T1 / C3

แรงดันไฟฟ้าของแผงถูกปรับอย่างเหมาะสมโดย P2 และป้อนไปยังขั้นตอนการติดตามแรงดันไฟฟ้า IC4 เพื่อป้อนพิน # 5 ของ IC2

ศักยภาพนี้ที่พิน # 5 ของ IC2 จากแผงควบคุมถูกเปรียบเทียบโดยพิน # 7 คลื่นสามเหลี่ยมอย่างรวดเร็วสำหรับการสร้างข้อมูล PWM ที่มีขนาดสอดคล้องกันที่พิน # 3 ของ IC2

เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงสูงสุด P2 จะถูกปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ IC2 สร้าง PWM ที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และเมื่อแสงของดวงอาทิตย์เริ่มลดลง PWM ก็จะแคบลงตามสัดส่วน

เอฟเฟกต์ข้างต้นถูกป้อนเข้ากับฐานของ PNP BJT สำหรับการย้อนกลับการตอบสนองในขั้นตอนตัวแปลงบั๊กที่แนบมา

บ่งบอกเป็นนัยว่าเมื่อมีแสงแดดจ้า PWM ที่กว้างขึ้นจะบังคับให้อุปกรณ์ PNP ดำเนินการ {ระยะเวลา T (on) ที่ลดลง} น้อยลงทำให้รูปคลื่นที่แคบลงไปถึงตัวเหนี่ยวนำบั๊ก ... แต่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแผงสูงระดับแรงดันไฟฟ้าอินพุต {V (in)} ถึงตัวเหนี่ยวนำบั๊กเท่ากับระดับแรงดันไฟฟ้าของแผง

ดังนั้นในสถานการณ์นี้ตัวแปลงบั๊กด้วยความช่วยเหลือของ T (เปิด) ที่คำนวณได้อย่างถูกต้องและ V (ใน) สามารถสร้างแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการสำหรับโหลดซึ่งอาจต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าของแผงมาก แต่ที่ ระดับกระแส (แอมป์) ที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วน

ตอนนี้เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงลดลง PWMs ก็แคบลงทำให้ PNP T (เปิด) เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนซึ่งจะช่วยให้ตัวเหนี่ยวนำเจ้าชู้ชดเชยแสงแดดที่ลดลงโดยเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาออกตามสัดส่วน ... กระแส (แอมป์ ) ตอนนี้ได้รับการลดลงตามสัดส่วนในระหว่างการดำเนินการตรวจสอบให้แน่ใจว่าความสอดคล้องของเอาต์พุตได้รับการดูแลอย่างสมบูรณ์โดยตัวแปลงบั๊ก

T2 พร้อมกับส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องจะสร้างขั้นตอนการ จำกัด กระแสหรือขั้นตอนของเครื่องขยายข้อผิดพลาด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโหลดเอาต์พุตไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้สิ่งใดที่สูงกว่าข้อกำหนดที่ได้รับการจัดอันดับของการออกแบบดังนั้นระบบจึงไม่สั่นคลอนและประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะไม่ได้รับอนุญาตให้เบี่ยงเบนจากโซนประสิทธิภาพสูง

C5 แสดงเป็นตัวเก็บประจุ 100uF อย่างไรก็ตามสำหรับผลลัพธ์ที่ได้รับการปรับปรุงอาจเพิ่มเป็นค่า 2200uF เนื่องจากค่าที่สูงขึ้นจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการควบคุมกระแสกระเพื่อมที่ดีขึ้นและแรงดันไฟฟ้าที่ราบรื่นสำหรับโหลด

P1 ใช้สำหรับปรับ / แก้ไขแรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตของเอาต์พุต opamp ดังนั้นขา # 5 จึงสามารถรับโวลต์เป็นศูนย์ที่สมบูรณ์แบบได้ในกรณีที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์หรือเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ต่ำกว่าข้อกำหนดของแรงดันไฟฟ้า

ข้อมูลจำเพาะ L1 อาจถูกกำหนดโดยประมาณด้วยความช่วยเหลือของข้อมูลที่ให้ไว้ในบทความต่อไปนี้:

วิธีการคำนวณตัวเหนี่ยวนำในวงจร SMPS

Solar Optimizer โดยใช้ Op Amps

อีกหนึ่งวงจรเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ที่เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพสามารถทำได้โดยใช้ LM338 IC และ opamps เพียงไม่กี่ตัว

มาทำความเข้าใจเกี่ยวกับวงจรที่นำเสนอ (ตัวเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์) ด้วยความช่วยเหลือของประเด็นต่อไปนี้: รูปแสดงวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM338 ซึ่งมีคุณสมบัติควบคุมกระแสในรูปแบบของทรานซิสเตอร์ BC547 ที่เชื่อมต่อระหว่างขาปรับและขากราวด์ของ IC

Opamps ใช้เป็นตัวเปรียบเทียบ

ทั้งสอง opamps ถูกกำหนดค่าเป็นตัวเปรียบเทียบ ในความเป็นจริงหลายขั้นตอนดังกล่าวอาจรวมเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มผลกระทบ

ในการออกแบบปัจจุบันพิน # 3 ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของ A1 ได้รับการปรับเพื่อให้เอาต์พุตของ A1 สูงขึ้นเมื่อความเข้มของแสงอาทิตย์ส่องผ่านแผงหน้าปัดน้อยกว่าค่าสูงสุดประมาณ 20%

ในทำนองเดียวกันระยะ A2 ได้รับการปรับให้ผลผลิตสูงขึ้นเมื่อแสงแดดน้อยกว่าค่าสูงสุดประมาณ 50%

เมื่อเอาต์พุต A1 สูง RL # 1 จะทริกเกอร์การเชื่อมต่อ R2 ตามวงจรโดยตัดการเชื่อมต่อ R1

เริ่มแรกที่แสงแดดส่องถึงจุดสูงสุด R1 ซึ่งมีค่าถูกเลือกให้ต่ำกว่ามากจะยอมให้กระแสไฟฟ้าสูงสุดถึงแบตเตอรี่

แผนภูมิวงจรรวม

เมื่อแสงแดดลดลงแรงดันไฟฟ้าของแผงก็จะลดลงเช่นกันและตอนนี้เราไม่สามารถดึงกระแสไฟฟ้าแรง ๆ ออกจากแผงได้เนื่องจากจะทำให้แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 12V ซึ่งอาจหยุดกระบวนการชาร์จโดยสิ้นเชิง

การเปลี่ยนรีเลย์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพปัจจุบัน

ดังนั้นตามที่อธิบายไว้ข้างต้น A1 จึงมีผลบังคับใช้และตัดการเชื่อมต่อ R1 และเชื่อมต่อ R2 R2 ถูกเลือกที่ค่าที่สูงกว่าและอนุญาตให้ใช้กระแสไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่ในปริมาณที่ จำกัด เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าของแสงอาทิตย์ไม่ผิดพลาดต่ำกว่า 15 โวตซึ่งเป็นระดับที่จำเป็นอย่างยิ่งที่อินพุตของ LM338

เมื่อแสงแดดลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ชุดที่สอง A2 จะเปิดใช้งาน RL # 2 ซึ่งจะสลับ R3 เพื่อทำให้กระแสไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่ต่ำลงตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของ LM338 ไม่เคยลดลงต่ำกว่า 15V แต่อัตราการชาร์จจะถึง แบตเตอรี่จะอยู่ในระดับที่เหมาะสมที่สุดเสมอ

หากขั้นตอนของ opamp เพิ่มขึ้นด้วยจำนวนรีเลย์ที่มากขึ้นและการดำเนินการควบคุมกระแสที่ตามมาสามารถปรับให้เหมาะสมกับประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนข้างต้นจะชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วที่กระแสไฟสูงในช่วงที่มีแสงแดดส่องถึงสูงสุดและลดกระแสไฟฟ้าลงเมื่อความเข้มของดวงอาทิตย์บนแผงลดลงและจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ถูกต้องให้กับแบตเตอรี่เพื่อให้แบตเตอรี่ได้รับการชาร์จจนเต็มในตอนท้ายของวัน

เกิดอะไรขึ้นกับแบตเตอรี่ที่อาจไม่ได้ใช้งาน?

สมมติว่าในกรณีที่แบตเตอรี่ไม่ได้คายประจุออกมาอย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อที่จะทำตามขั้นตอนข้างต้นในเช้าวันรุ่งขึ้นสถานการณ์อาจส่งผลร้ายแรงต่อแบตเตอรี่เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่สูงในช่วงแรกอาจส่งผลเสียต่อแบตเตอรี่เนื่องจากยังไม่ได้คายประจุตามที่ระบุ การให้คะแนน

ในการตรวจสอบปัญหาข้างต้นจะมีการเปิดตัว opamps อีกสองสามตัวคือ A3, A4 ซึ่งตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และเริ่มดำเนินการเช่นเดียวกับที่ทำโดย A1, A2 เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่ได้รับการปรับให้เหมาะสมตาม แรงดันไฟฟ้าหรือระดับประจุที่แสดงพร้อมกับแบตเตอรี่ในช่วงเวลานั้น