Kako oblikovati vezje sončnega pretvornika

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Ko pretvornik enosmernega in izmeničnega toka deluje prek sončne celice, se imenuje solarni pretvornik. Napajanje sončne celice se bodisi neposredno uporablja za upravljanje pretvornika bodisi za polnjenje akumulatorja pretvornika. V obeh primerih pretvornik deluje ne glede na moč omrežja.

Oblikovanje a sončni pretvornik vezje v bistvu zahteva pravilno nastavitev dveh parametrov, in sicer pretvorniškega vezja in specifikacij sončne celice. Naslednja vadnica podrobno razlaga podrobnosti.



Izdelava sončnega pretvornika

Če vas zanima zgradite svoj sončni pretvornik potem bi morali imeti temeljito znanje o pretvorniških ali pretvorniških tokokrogih in glede kako pravilno izbrati sončne kolektorje .

Od tod obstajata dve možnosti: če menite, da je izdelava pretvornika zelo zapletena, bi v tem primeru raje kupili že pripravljen pretvornik, ki je danes na voljo v najrazličnejših oblikah, velikostih in specifikacijah, nato pa se preprosto naučite samo o sončnih kolektorjih za potrebno integracijo / namestitev.



Druga možnost je, da se naučite obeh primerkov in nato uživate v izdelavi lastnega koraka sončnega pretvornika DIY.

V obeh primerih je učenje o sončnem kolektorju ključni del postopka, zato se najprej naučimo o tej pomembni napravi.

Specifikacija sončne celice

Sončna plošča ni nič drugega kot oblika napajalnik, ki proizvaja čisto enosmerni tok .

Ker je ta enosmerni tok odvisen od jakosti sončnih žarkov, je izhod običajno neskladen in se spreminja glede na položaj sončne svetlobe in podnebne razmere.

Čeprav je sončna plošča tudi oblika napajanja, se bistveno razlikuje od običajnih domačih napajalnikov, ki uporabljajo transformatorje ali SMPS. Razlika je v trenutnih in napetostnih specifikacijah med tema dvema različicama.

Naši domači enosmerni napajalniki so ocenjeni tako, da proizvajajo večje količine toka in z napetostmi, ki popolnoma ustrezajo določeni obremenitvi ali uporabi.

Na primer a mobilni polnilnik je lahko opremljen za proizvodnjo 5 V pri 1 amperu za polnjenje pametnega telefona , tukaj je 1 amp zelo visok, 5V pa popolnoma združljiv, zaradi česar so stvari izjemno učinkovite za potrebe aplikacije.

Medtem ko je sončna plošča lahko ravno nasprotno, ji ponavadi primanjkuje toka in je lahko ocenjena tako, da proizvaja veliko večje napetosti, kar bi lahko bilo zelo neprimerno za splošne enosmerne obremenitve, kot so 12V pretvornik baterij, mobilni polnilnik itd.

Ta vidik otežuje oblikovanje solarnega pretvornika in zahteva nekaj izračunov in razmišljanja, da dobimo tehnično pravilen in učinkovit sistem.

Izbira desne sončne plošče

Za izbiro prave sončne celice , osnovna stvar, ki jo je treba upoštevati, je, da povprečna sončna moč ne sme biti manjša od povprečne porabe moči obremenitve.

Recimo, da je treba 12V baterijo napolniti s hitrostjo 10amp, nato pa mora biti solarna plošča ocenjena tako, da bo v vsakem trenutku zagotovila najmanj 12 x 10 = 120 vatov, če bo dovolj sonca sijalo.

Ker je na splošno težko najti sončne celice z nižjimi napetostnimi in višjimi specifikacijami toka, moramo nadaljevati s tistim, kar je lahko dostopno na trgu (z visoko napetostjo, nizkotokovnimi specifikacijami), nato pa razmere ustrezno spremeniti.

Na primer, če je vaša zahteva glede obremenitve recimo 12V, 10 amperov in s temi specifikacijami ne morete dobiti sončne celice, boste morda prisiljeni, da se odločite za nezdružljivo ujemanje, kot je 48V, 3 amp sončna plošča, ki je videti precej izvedljivo nabavi.

Tu nam plošča zagotavlja prednost napetosti, vendar trenutno slabost.

Zato plošče 48V / 3amp ne morete neposredno povezati s svojo 12V napetostjo 10 amp (na primer baterija 12V 100 AH), ker bi s tem napetost plošče padla na 12V pri 3 amperih, zaradi česar bi bile stvari zelo neučinkovite.

To bi pomenilo plačilo za ploščo 48 x 3 = 144 vatov, v zameno pa 12 x 3 = 36 vatov ... to ni dobro.

Da bi zagotovili optimalno učinkovitost, bi morali izkoristiti napetostno prednost plošče in jo pretvoriti v enakovreden tok za našo 'nezdružljivo' obremenitev.

To je mogoče zelo enostavno narediti s pomočjo pretvornika dolarjev.

Za izdelavo sončnega pretvornika boste potrebovali pretvornik

Pretvornik dolarjev bo učinkovito pretvoril datoteko presežek napetost sončne celice v ekvivalentno količino toka (amperi), ki zagotavlja optimalno razmerje med izhodom in vhodom = 1.

Tu je treba upoštevati nekaj vidikov. Če nameravate baterijo z nižjo napetostjo napolniti za kasnejšo uporabo z investterjem, potem bi vaš pretvornik ustrezal vaši zahtevi.

Če pa želite pretvornik z dnevnim izhodom sončne celice istočasno uporabljati podnevi, medtem ko proizvaja njegovo moč, potem pretvornik dolarjev ne bi bil nujen, temveč bi pretvornik lahko neposredno povezal s ploščo. Obe možnosti bomo obravnavali ločeno.

V prvem primeru, ko boste morda morali baterijo napolniti za kasnejšo uporabo z pretvornikom, zlasti kadar je napetost akumulatorja precej nižja od napetosti plošče, bi bil nujno potreben pretvornik.

O nekaj člankih, povezanih s pretvornikom dolarjev, sem že razpravljal in izpeljal sem končne enačbe, ki jih je mogoče neposredno uporabiti pri načrtovanju dolarja za uporabo solarnega pretvornika. Za lažje razumevanje koncepta lahko preberete naslednja dva članka.

Kako delujejo pretvorniki Buck

Izračun napetosti, toka v Buck induktorju

Po branju zgornjih objav ste morda približno razumeli, kako vgraditi pretvornik, medtem ko načrtujete vezje sončnega pretvornika.

Če vam formule in izračuni ne ustrezajo, bi lahko uporabili naslednji praktični pristop za pridobitev najugodnejše konstrukcijske moči pretvornika za vaš sončni kolektor:

Najenostavnejši vezje pretvornika

Najenostavnejši vezje pretvornika

Zgornji diagram prikazuje preprosto vezje pretvornika na osnovi IC 555.

Vidimo lahko dva lonca, zgornji pot optimizira frekvenco dolarja, spodnji pot pa PWM, obe prilagoditvi bi lahko nastavili, da bi dobili optimalen odziv čez C.

Tranzistor BC557 in upor 0,6 ohma tvorijo omejevalnik toka za zaščito TIP127 (gonilniškega tranzistorja) pred prekomernim tokom med postopkom prilagajanja, kasneje pa bi to vrednost upora lahko prilagodili za višje tokovne izhode skupaj z višje ocenjenim voznikovim tranzistorjem.

Izbira induktorja bi lahko bila težavna .....

1) Pogostost je lahko povezana z induktor premer, nižji premer zahteva višjo frekvenco in obratno,

dva) Število obratov bo vplival na izhodno napetost in izhodni tok, ta parameter pa bo povezan s prilagoditvami PWM.

3) Debelina žice bi določala trenutno omejitev izhoda, vse to pa bo treba optimizirati s pomočjo nekaterih poskusov in napak.

Praviloma začnite s premerom 1/2 palca in številom obratov, ki je enako napajalni napetosti .... uporabite ferit kot jedro in po tem lahko začnete zgornji predlagani postopek optimizacije.

To skrbi za pretvornik dolarjev, ki ga lahko uporabimo z dano sončno ploščo z višjo napetostjo / nizkim tokom, da dobimo enakovredno optimizirano nižjo napetost / večji izhodni tok v skladu s specifikacijami obremenitve, ki ustreza enačbi:

(o / p vatov) deljeno z (i / p vatov) = blizu 1

Če je zgornja optimizacija pretvornika dolarjev težavna, bi se verjetno lahko preizkusili v nadaljevanju Vezje pretvornika sončnega polnilnika PWM možnost:

Tu je mogoče prilagoditi R8, R9 za prilagajanje izhodne napetosti in R13 za optimizacijo trenutnega izhoda.

Po izdelavi in ​​konfiguraciji pretvornika z ustreznim solarnim panelom lahko pričakujemo popolnoma optimiziran izhod za polnjenje določene baterije.

Ker zgornjih pretvornikov ni mogoče olajšati s popolnim izklopom napolnjenosti, bo morda treba dodatno omogočiti zunanji izklopni krog, ki omogoča popolnoma samodejno polnjenje kot je prikazano spodaj.

Dodajanje izklopa polnega polnjenja izhodu pretvornika Buck

Dodajanje izklopa polnega polnjenja izhodu pretvornika Buck
  • Prikazano preprosto vezje za popolno polnjenje lahko dodamo s katerim koli pretvornikom, da zagotovimo, da se baterija nikoli ne napolni, ko doseže določeno polno raven napolnjenosti.
  • Zgornja zasnova pretvornika dolarjev vam bo omogočila primerno učinkovito in optimalno polnjenje povezane baterije.
  • Čeprav bi ta pretvornik dolarjev zagotavljal dobre rezultate, bi se lahko učinkovitost sonca poslabšala.
  • Da bi se tega lotili, bi lahko pomislili, da bi uporabili polnilno vezje MPPT za pridobivanje najoptimalnejših izhodov iz zaščitnega vezja.
  • Torej lahko Buckovo vezje v povezavi s samooptimizirajočim MPPT vezjem pomaga odbiti največ od razpoložljive sončne svetlobe.
  • Sem že razložil a sorodna objava v enem od mojih prejšnjih prispevkov bi lahko enako uporabili pri zasnovi solarnega pretvornika

Sončna Pretvornik brez pretvornika Buck ali MPPT

V prejšnjem poglavju smo se naučili načrtovati solarni pretvornik z uporabo pretvornika dolarjev za pretvornike z nižjo napetostjo akumulatorja kot plošča in ki naj bi delovali ponoči, z isto baterijo, ki je bila napolnjena podnevi.

To pa obratno pomeni, da če se napetost akumulatorja nekako nadgradi tako, da se približno ujema z napetostjo plošče, se je mogoče izogniti pretvorniku dolarjev.

To lahko velja tudi za pretvornik, ki je namenjen za dnevno delovanje v ŽIVO, kar pomeni, da hkrati plošča proizvaja električno energijo iz sončne svetlobe.

Za hkratno dnevno delovanje je mogoče ustrezno zasnovan pretvornik neposredno konfigurirati z izračunano sončno ploščo s pravilnimi specifikacijami, kot je prikazano spodaj.

Spet moramo zagotoviti, da je povprečna moč plošče višja od največje zahtevane moči porabe obremenitve pretvornika.

Recimo, da imamo pretvornik z močjo 200 vatov , potem mora biti plošča ocenjena na 250 vatov za dosleden odziv.

Zato je lahko plošča 60V, 5 amp in pretvornik bi lahko ocenil na približno 48V, 4amp , kot je prikazano na naslednjem diagramu:

Sončni pretvornik brez pretvornika Buck ali MPPT

V tem solarnem pretvorniku je plošča vidna neposredno na vezje pretvornika in pretvornik lahko proizvaja potrebno moč, če sončni žarki optimalno padajo na ploščo.

Pretvornik bi še naprej deloval z dokaj dobro izhodno močjo, dokler plošča proizvaja napetost nad 45V ...... to je 60V na vrhuncu in verjetno do 45V popoldan.

Iz zgoraj prikazanega 48V pretvorniškega vezja je razvidno, da zasnova sončnega pretvornika s svojimi lastnostmi in specifikacijami ni nujno preveč pomembna.

Za doseganje zahtevanih rezultatov lahko katero koli obliko pretvornika povežete s katero koli sončno ploščo.

To pomeni, da lahko s seznama izberite katero koli vezje pretvornika in jo konfigurirajte s priskrbljeno sončno ploščo in začnite požeti brezplačno elektriko po svoji volji.

Edini ključni, a enostavni parametri so napetost in trenutne specifikacije pretvornika in sončne celice, ki se ne smejo bistveno razlikovati, kot je bilo pojasnjeno v prejšnji razpravi.

Sinusni tokokrog sončnega pretvornika

Vsi načrti, o katerih so razpravljali do zdaj, so namenjeni ustvarjanju izhoda kvadratnega vala, vendar je za nekatere namene kvadratni val lahko nezaželen in bi lahko zahteval izboljšano valovno obliko, enakovredno sinusnemu valovanju, za takšne zahteve pa bi lahko izvedli vezje s PWM, kot je prikazano spodaj:

Sinusni tokokrog sončnega pretvornika

Opomba: Priključek SD 5 je pomotoma prikazan v povezavi s Ct. Prosimo, poskrbite, da ga povežete z ozemljitvijo in ne s Ct.

Zgornje vezje solarnega pretvornika z uporabo sinusnega vala PWM lahko podrobno preučite v članku z naslovom 1,5-tonski AC pretvornik sončnega pretvornika

Iz zgornje vadnice je zdaj jasno, da načrtovanje solarnega pretvornika navsezadnje ni tako težko in bi ga bilo mogoče učinkovito izvajati, če ste opremljeni z nekaterimi osnovnimi znanji o elektronskih konceptih, kot so pretvorniki, sončna plošča in pretvorniki.

Različica zgoraj navedenega sinusnega vala je lahko videti tukaj :

Še vedno zmeden? Ne oklevajte in uporabite polje za komentar za izražanje svojih dragocenih misli.




Prejšnji: Kako dodati zatemnitev LED žarnici Naprej: Elektronska vrata za hišne ljubljenčke - Odpre se, ko se hišni ljubljenec približa vratom