วงจรจำลอง MPPT ที่ใช้ LM317 เดี่ยว

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ในการสร้างวงจร MPPT แบบง่ายๆนี้เราจะปรับเปลี่ยนวงจรแหล่งจ่ายไฟ LM317 มาตรฐานเป็นตัวแปลงบั๊กก่อนจากนั้นกำหนดค่าด้วยแผงโซลาร์เซลล์เพื่อใช้ฟังก์ชัน MPPT

การปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ LM317 เป็น MPPT Solar Optimizer

ในบทความก่อนหน้านี้เราได้เรียนรู้ว่าแหล่งจ่ายไฟ LM317 มาตรฐานสามารถเปลี่ยนเป็นตัวเหนี่ยวนำที่มีประสิทธิภาพได้อย่างไร วงจรจ่ายไฟแปลงบั๊กตัวแปร



ในบทความนี้เราจะวิเคราะห์ว่าการออกแบบวงจรเดียวกันสามารถปรับปรุงให้เป็นวงจร MPPT ที่มีประสิทธิภาพได้อย่างไรโดยการเพิ่มออปโตคัปเปลอร์ LDR / LED และขั้นตอนวงจรตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าของ opamp

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์ของวงจร MPPT ที่เสนอโดยใช้ตัวแปลงบั๊ก LM317 สามารถเห็นได้ในภาพต่อไปนี้:



วงจร MPPT ที่ใช้ LM317 เดี่ยว

รูปนี้แสดงให้เห็นถึงวงจร MPPT ที่กล่าวถึง LM317 และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องเป็นพื้นฐาน วงจรแปลงบั๊ก ซึ่งเอาต์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยเพียงแค่เปลี่ยนตัวต้านทานใน C2

ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟก่อนหน้านี้เราเห็นหม้อที่อยู่ในตำแหน่งขนานกับ C2 เพื่อเปิดใช้งานคุณสมบัติแรงดันไฟฟ้าขาออกแบบผันแปรอย่างไรก็ตามเนื่องจากการออกแบบในปัจจุบันควรจะใช้ MPPT อัตโนมัติจึงสามารถเห็นหม้อนี้แทนที่ด้วยตัวเชื่อมออปโต LDR / LED .

วงจรทำงานอย่างไร

LED LDR opto coupler เป็นอุปกรณ์โฮมเมดที่เรียบง่าย โดยที่ LED สีแดงและ LDR ถูกปิดผนึกแบบตัวต่อตัวภายในกล่องกันแสงขนาดเล็ก

LDR นำไปสู่ที่นี่สามารถมองเห็นได้โดยเชื่อมต่อแบบขนานกับ C2 ในขณะที่ LED ถูกรวมเข้ากับเอาต์พุตของวงจรตามแรงดันไฟฟ้าของ opamp

สามารถมองเห็นอินพุตของ opamp เชื่อมต่อกับแผงโซลาร์เซลล์ผ่านการตั้งค่าล่วงหน้า 10k

แนวคิดนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มขึ้นความเข้มของไฟ LED ของออปโปก็จะเพิ่มขึ้นด้วยซึ่งจะทำให้ความต้านทานของ LDR ลดลง

ความต้านทานที่ลดลงทำให้ Buck PWM แคบลงดังนั้นจึงป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้าขาออกสูงขึ้น แต่ถึงกระนั้นก็มั่นใจได้ว่ากระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนสำหรับโหลดที่เชื่อมต่อ

ในโพสต์ก่อนหน้านี้ของฉันเราเข้าใจว่าในใด ๆ ตัวแปลงบั๊กออกแบบเอาต์พุตจากตัวแปลงขึ้นอยู่กับ PWM และแรงดันไฟฟ้าขาเข้า .

นั่นหมายความว่าหากแรงดันไฟฟ้าของแสงอาทิตย์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเอาท์พุตบั๊กอาจได้รับผลกระทบและเริ่มเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ซึ่งอาจทำให้เกิดการโอเวอร์โหลดของแผงควบคุมและทำให้ประสิทธิภาพของแผงลดลง

การออกแบบ LM317 MPPT ในปัจจุบันจะดูแลสถานการณ์นี้ผ่านอุปกรณ์ LED / LDR และคุณสมบัติตัวต้านทานตัวแปร LM317 และรวมคุณสมบัติทั้งสองเข้าด้วยกันกับตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าของ opamp เพื่อพัฒนาวงจร MPPT ที่ใช้ PWM แบบปรับได้เองอย่างมีประสิทธิภาพ

การปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของ opamp 10k ดูเหมือนจะค่อนข้างง่าย

วิธีการปรับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของ LM317 MPPT

ที่แสงแดดที่เหมาะสมค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10k จะถูกปรับเพื่อให้เอาต์พุตจากตัวแปลงบั๊กสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เทียบเท่ากับข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าของโหลด

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าโหลดเป็นแบตเตอรี่ 12v ในกรณีนั้นค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10K จะถูกปรับให้ผลิตได้ประมาณ 14.4V

เมื่อเสร็จแล้วจากที่นี่ไปที่เอาต์พุตอาจสันนิษฐานได้ว่าปรับตัวเองเพื่อตอบสนองต่อการส่องแสงของดวงอาทิตย์ ... หมายถึงตอนนี้เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงเพิ่มขึ้นตัวแปลงบัค LM317 จะปรับตัวเองและแคบ PWM ที่ฐานของ Q1 เพื่อยับยั้งการเพิ่มขึ้นใด ๆ ในแรงดันไฟฟ้า แต่ในกระบวนการตัวเหนี่ยวนำ L1 และ C4 จะตรวจสอบให้แน่ใจว่าแสงแดดส่วนเกินจะเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนสำหรับแบตเตอรี่เพื่อให้สามารถชาร์จได้เร็วขึ้น

ในทางกลับกันถ้าความส่องแสงของดวงอาทิตย์ลดลง PWM มีแนวโน้มที่จะขยายกว้างขึ้นทำให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ปรับตัวเองโดยอัตโนมัติโดยรักษาระดับ 14,4V ...... แม้ว่าจะมีการลดลงตามสัดส่วนของกระแส

ฟังก์ชั่นการปรับแต่งตนเองจะดำเนินการตลอดทั้งวันเพื่อให้แน่ใจว่าจะได้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดจากแผงควบคุมสำหรับโหลดที่เชื่อมต่อ

คำเตือน: วงจร MPPT แบบเรียบง่ายที่อธิบายไว้ข้างต้นโดยใช้ LM317 นั้นขึ้นอยู่กับข้อสันนิษฐานและการจำลองของผู้เขียนผู้ชมจะได้รับคำแนะนำให้ประเมินแนวคิดก่อนที่จะปฏิบัติตามอย่างถูกต้อง




คู่ของ: LM317 แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ตัวแปร (SMPS) ถัดไป: วิธีสร้างวงจรสกอร์บอร์ดเกมที่ควบคุมจากระยะไกล