Enkelt LM317-basert MPPT Simulator Circuit

For å lage denne enkle MPPT-kretsen, endrer vi først en standard LM317 strømforsyningskrets til en buck-omformer, og konfigurerer den deretter med et solcellepanel for å implementere en MPPT-funksjon.

Endring av en LM317 strømforsyning til en MPPT Solar Optimizer

I vår forrige artikkel lærte vi hvordan en standard LM317 strømforsyning kunne forvandles til en induktorbasert effektiv strømforsyningskrets for variabel buck-omformer.

I denne artikkelen analyserer vi hvordan den samme kretsdesignen kan forbedres til en effektiv MPPT-krets ved å legge til en LDR / LED-optokobler og et trinn på opamp-spenningsfølger.

Det komplette kretsskjemaet for den foreslåtte MPPT-kretsen ved bruk av LM317 buck-omformer kan sees i følgende bilde:

Figuren illustrerer den diskuterte MPPT-kretsen, LM317 og dens tilhørende komponenter danner en grunnleggende kretsløpskonverteringskrets hvis utgang kan varieres ved ganske enkelt å variere en motstand over C2.

I vår forrige strømforsyningsdesign så vi en pott plasseres parallelt med C2 for å aktivere variabel utgangsspenningsfunksjon, men siden den nåværende designen skal utføre en automatisk MPPT, kan denne potten sees erstattet med en LDR / LED optokobler .

Hvordan kretsene fungerer

De LED LDR optokobler er en enkel hjemmelaget enhet hvor en rød LED og LDR er forseglet ansikt til ansikt inne i et lite lystett kabinett.

LDR-ledningene her kan sees sammenkoblet parallelt med C2, mens LED-en er integrert med utgangen fra et opamp-spenningsfølgerkretsstadium.

Inngangen til opampen kan sees koblet opp til solcellepanelet gjennom en 10k forhåndsinnstilling.

Tanken her er å sørge for at når solcellepanelets spenning øker, øker også opto LED-intensiteten, noe som igjen får motstanden til LDR til å synke.

Slippmotstanden forårsaker at PWM-bukken er smalere, og dermed forhindrer utgangsspenningen å stige, men sikrer likevel en proporsjonal økning i strøm for den tilkoblede belastningen.

I et av mine tidligere innlegg forsto vi det i noe buck converter konverterer utgangen fra omformeren avhengig av PWM og inngangsspenningen .

Det innebærer at hvis solspenningen har en tendens til å øke, kan utgangsspenningen bli påvirket og begynne å øke proporsjonalt. Dette kan igjen føre til overbelastning av panelet og svekke panelets effektivitet.

Den nåværende LM317 MPPT-designen ivaretar denne situasjonen gjennom LED / LDR-enheten og LM317-variabel motstandsfunksjon, og kombinerer de to funksjonene i forbindelse med en opamp-spenningsfølger for å utvikle en effektiv selvjusterende PWM-basert MPPT-krets.

Justeringen av forhåndsinnstillingen for opamp 10k ser ut til å være ganske enkel.

Hvordan justere LM317 MPPT forhåndsinnstilling

Ved optimalt sollys justeres 10k forhåndsinnstillingen slik at utgangen fra bukkomformeren produserer en spenning på linje med spesifikasjonen for belastningsspenning.

Anta for eksempel at belastningen er et 12v batteri, i så fall er 10K forhåndsinnstillingen justert til å produsere rundt 14,4V.

Når dette er gjort, kan utgangen antas å justere seg selv som svar på solskinnet, noe som betyr at når solskinn øker, tilpasser LM317 bukkomformeren seg selv og innsnevrer PWM ved foten av Q1 og hindrer enhver økning i spenning, men i prosessen sørger spolen L1 og C4 for at overflødig solskinn blir forvandlet til en proporsjonal mengde ekstra strøm for batteriet for å muliggjøre en raskere lading.

Omvendt hvis solen skinner forverres, har PWM en tendens til å utvide seg, og føre til at spenningen til batteriet automatisk justeres, og opprettholder 14,4V-nivået ...... om enn med en proporsjonal reduksjon i strømmen.

Den selvoptimaliserende funksjonaliteten utføres hele dagen for å sikre det mest effektive resultatet fra panelet for tilkoblet last.

ADVARSEL: OVENNE FORKLARTE ENKEL MPPT-KRETS MED LM317 ER BASERT PÅ FORFATTERENS ANTAGELSE OG SIMULERING, VISNINGER RÅDES TIL Å VURDERE KONSEPTET NØYGTIG FØR DE PRØVER DET PRAKTISK.