Solarna, vetrna in hibridna vezja za polnilce baterij

Solarna, vetrna in hibridna vezja za polnilce baterij

V članku je razloženo dvovhodno hibridno vezje polnilca sončne in vetrne baterije, ki uporablja poceni in običajne komponente.



Idejo je zahteval eden od zainteresiranih članov tega bloga.

Tehnične specifikacije

Dobro po poldne, gospod, načrtujem „vezje regulatorja žetve sončne in vetrne energije“, ki ima dva vhoda in en izhod.
PV sončna plošča (0-21V DC) in drugi vhod je vetrna turbina (15V DC).
Vezje mora biti zasnovano za polnjenje 12v baterije. izhodni tok, ki se dovaja v napolnjeno baterijo, ne sme oddajati več kot 3,5 A.
Moja skupina in jaz sva iz interneta spravila nekaj vezij in jih simulirala z uporabo pspice. Nobeno od njih nam ne daje izhodnega toka 3,5 A. prosim, gospod, ali nam lahko prosim pomagate s primeri vezij, ki jih lahko uporabimo.



Dizajn

V enem od svojih prejšnjih prispevkov sem predstavil podoben koncept, ki je omogočil polnjenje akumulatorja iz dveh virov energije, kot sta veter in sonce hkrati in brez potrebe po ročnem posredovanju.

Zgornja zasnova temelji na konceptu PWM, zato je lahko nekoliko zapletena in težko optimizirana za laike ali nove ljubitelje.



Tu predstavljeno vezje ponuja popolnoma enake lastnosti, to pomeni, da omogoča polnjenje baterije iz dveh različnih virov, hkrati pa ohranja zasnovo izjemno preprosto, učinkovito, poceni in brez težav.

Podrobneje razumemo vezje s pomočjo naslednje razlage:

Shema vezja

Zgornja slika prikazuje predlagano vezje hibridnih polnilcev solarnih vetrnih hibridnih baterij z zelo običajnimi komponentami, kot so opampi in tranzistorji.

Vidimo, da sta uporabljeni dve popolnoma podobni stopnji opampa, ena na levi strani baterije in druga na desni strani baterije.

Levi bočni opamp postane odgovoren za sprejemanje in uravnavanje vira energije vetra, medtem ko desni opamski oder obdeluje sončno elektriko za polnjenje ene same skupne baterije na sredini.

Čeprav sta si fazi podobni, se načini regulacije razlikujejo. Vezje krmilnika vetrne energije uravnava energijo vetra z ranžiranjem ali skrajšanjem odvečne energije na tla, medtem ko stopnja sončnega procesorja počne enako, vendar z rezanjem odvečne energije namesto s ranžiranjem.

Zgoraj pojasnjena dva načina sta ključnega pomena, saj je pri vetrnih generatorjih, ki so v bistvu alternatorji, odvečno energijo treba premakniti in ne odrezati, tako da je tuljavo v notranjosti mogoče zaščititi pred prekomernim tokom, kar ohranja tudi hitrost alternatorja na nadzorovana stopnja.

To pomeni, da je koncept mogoče tudi izvajati v aplikacijah ELC tudi.

Kako je opamp nastavljen na delovanje

Zdaj pa raziščimo delovanje stopenj opampa skozi naslednje točke:

The opampi so konfigurirani kot primerjalniki pri čemer je zatič št. 3 (neinvertirni vhod) uporabljen kot senzorski vhod, zatič št. 2 (invertirni vhod) pa kot referenčni vhod.

Upori R3 / R4 so izbrani tako, da pri zahtevani napetosti polnjenja akumulatorja pin 3 postane le višji od referenčne ravni pin 2.

Ko torej energija vetra deluje na levo vezje, opamp sledi napetosti in takoj, ko poskuša preseči nastavljeno mejno napetost, se zatič št. 6 IC vklopi visoko, kar pa vklopi tranzistor T1.

T1 takoj prekine presežek energije, ki omejuje napetost na baterijo na želeni varni meji. Ta postopek se nadaljuje neprekinjeno in zagotavlja potrebno regulacijo napetosti na sponkah akumulatorja.

Tudi stopnja opampa na strani sončne celice izvaja isto funkcijo, vendar tukaj uvedba T2 zagotavlja, da kadarkoli je sončna energija višja od nastavljenega praga, jo T2 še naprej izklaplja in s tem uravnava napajanje akumulatorja na določeni , ki ščiti baterijo in ploščo pred nenavadnimi neučinkovitimi situacijami.

R4 na obeh straneh je mogoče nadomestiti s prednastavitvijo za lažjo nastavitev praga napolnjenosti baterije.

Trenutna stopnja nadzora

Glede na zahtevo tok akumulatorja ne sme presegati 3,5 amperov. Za uravnavanje tega lahko vidite samostojni omejevalnik toka, pritrjen z negativom akumulatorja.

Spodaj prikazano zasnovo pa lahko uporabimo s tokom do 10 amp in za polnjenje akumulatorja do 100 Ah

Ta zasnova je lahko zgrajena z uporabo naslednjega vezja:

R2 se lahko izračuna po naslednji formuli:

  • R2 = 0,7 / polnilni tok
  • moč upora = 0,7 x polnilni tok

Seznam delov za dvojno hibridno polnilno baterijo solarnega vetra

  • R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
  • Z1, Z2 = 3V ali 4,7V, 1/2 vatna cenerjeva dioda
  • C1 = 100uF / 25V
  • T1, T2 = TIP142,
  • T3 = BC547
  • D2 = 1N4007
  • Rdeče LED = 2nos
  • D1 = 10 amp usmerniška dioda ali Schottkyjeva dioda
  • Opamps = LM358 ali kateri koli podoben

Hibridni polnilnik z dvojnim enosmernim tokom

Podobna druga hibridna zasnova spodaj opisuje preprosto idejo, ki omogoča obdelavo dveh različnih virov enosmernih vhodov, pridobljenih iz različnih obnovljivih virov.

To hibridno vezje za obdelavo energije iz obnovljivih virov vključuje tudi stopnjo pretvornika povečanja, ki učinkovito dvigne napetost za zahtevane izhodne operacije, kot je polnjenje baterije. Idejo je zahteval eden od zainteresiranih bralcev tega bloga.

Tehnične specifikacije

Živjo, sem študent zadnjega letnika inženirstva, moram uporabiti večnamenski helikopter (integrirani pretvornik buck / buck boost) za kombiniranje dveh enosmernih virov (hibrid).

Imam osnovni model vezja, ali mi lahko pomagate pri načrtovanju induktorja, vrednosti kondenzatorja in krmilnega vezja za helikopter. Po e-pošti sem vam poslal vezje.

Delovanje vezja.

Kot je prikazano na sliki, so odseki IC555 dva enaka vezja PWM, nameščena za napajanje sosednjega vezja pretvornika z dvojnim vhodnim ojačevalnikom.

Ko je prikazana konfiguracija vklopljena, se izvajajo naslednje funkcije:

DC1 lahko domnevamo kot vir visoke enosmerne napetosti, na primer iz sončne celice.

DC2 lahko domnevamo kot nizek vhodni vir enosmernega toka, na primer iz generatorja vetrne turbine.

Ob predpostavki, da so ti viri vklopljeni, ustrezni mosfetti začnejo izvajati te napajalne napetosti v naslednjem vezju diode / induktorja / kapacitivnosti kot odziv na PWM vrat.

Ker se lahko PWM na obeh stopnjah razlikujeta s hitrostjo PWM, se bo tudi odzivni preklop razlikoval glede na zgornje stopnje.

V trenutku, ko oba mosfet-a prejmeta pozitiven impulz, se oba vhoda preusmerita čez induktor, kar povzroči močno povečanje toka priključene obremenitve. Diode učinkovito izolirajo pretok ustreznih vhodov proti induktorju.

Za trenutek, ko je zgornji MOSFET vklopljen, spodnji MOSFET pa je IZKLOPLJEN, spodnji 6A4 postane usmerjen naprej in omogoči povratno pot induktorja kot odziv na preklop zgornjega MOSFET-a.
Podobno, ko je spodnji moset vklopljen in zgornji mosfet izklopljen, zgornji 6A4 zagotavlja zahtevano povratno pot za L1 EMF.

V bistvu je mogoče mosfet-ove izključiti ali izklopiti ne glede na kakršno koli sinhronizacijo, zaradi česar so stvari precej enostavne in varne. V vsakem primeru bi izhodna obremenitev prejela povprečno (kombinirano) predvideno moč obeh vhodov.

Uvedba 1K upora in diode 1N4007 zagotavlja, da oba mosfet-a nikoli ne prejmeta ločenega visoko impulznega roba, čeprav je lahko padajoči rob različen, odvisno od nastavitve ustreznih PWM-jev 555 IC-jev.

Da bi dosegli želeno spodbudo na izhodu, bo treba preizkusiti induktor L1. Nad feritno palico ali ploščo se lahko uporabi različno število obratov 22 SWG super emajlirane bakrene žice in izhod se izmeri za zahtevano napetost.

Solarno vetrno vezje za polnjenje hibridne energije z enosmernim tokom DC


Prejšnja: Kako deluje potenciometer (POT) Naprej: Kako v shemah prepoznati specifikacije komponent