Κύκλωμα ιχνηλάτη I / V για εφαρμογές Solar MPPT

Κύκλωμα ιχνηλάτη I / V για εφαρμογές Solar MPPT

Η βελτιστοποίηση της ισχύος μέσω παρακολούθησης είναι το βασικό χαρακτηριστικό που καθιστά την έννοια του ηλιακού MPPT τόσο μοναδική και αποτελεσματική, όπου η σύνθετη και μη γραμμική καμπύλη I / V του ηλιακού πλαισίου παρακολουθείται και αλλάζει για τη δημιουργία μέγιστων βέλτιστων συνθηκών για το συνδεδεμένο φορτίο.



Η έννοια του κυκλώματος

Προσπάθησα σκληρά να σχεδιάσω κάτι που θα παρακολουθούσε πραγματικά την καμπύλη I / V ή την καμπύλη ισχύος του πίνακα και θα το διορθώσω αυτόματα κάθε φορά που μετακινείται από τα βέλτιστα σημεία. Ο προτεινόμενος σχεδιασμός βασίζεται στους ίδιους λόγους, αλλά Εδώ έχω συμπεριλάβει μόνο το I (τρέχον) στάδιο παρακολούθησης για να διατηρήσω τα πράγματα απλά. Στην πραγματικότητα είναι το ρεύμα που έχει πραγματικά σημασία και είναι άμεσα ανάλογο με την ισχύ του πίνακα, έτσι σκέφτηκα ότι η διατήρηση αυτής της παραμέτρου σε έλεγχο θα μπορούσε να εκπληρώσει τη δουλειά.

Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε το σχέδιο με τις ακόλουθες παρατηρήσεις:





Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Κοιτάζοντας το προτεινόμενο διάγραμμα κυκλώματος παρακολούθησης ηλιακής καμπύλης MPPT I / V, το BC547 στην άκρη δεξιά μαζί με την αντίσταση 10k και τον πυκνωτή 1uF σχηματίζει μια γραμμική γεννήτρια ράμπας.

Το κεντρικό στάδιο που περιλαμβάνει τα δύο 555 ICs δημιουργεί μια μεταβλητή γεννήτρια εξόδου ελεγχόμενης PWM, ενώ το στάδιο IC 741 γίνεται το πραγματικό τρέχον στάδιο παρακολούθησης.



Όταν η τάση από το ηλιακό πλαίσιο συνδέεται μέσω του συλλέκτη BC547 και της γείωσης, λόγω της παρουσίας του δικτύου βάσης 10k / 1uf, ο οπαδός του εκπομπού παρέχει μια απαλά αυξανόμενη τάση στο στάδιο της γεννήτριας 555 PWM.

Η ράμπα ενεργοποιεί το IC2 και την αναγκάζει να δημιουργήσει μια αντίστοιχα αυξανόμενη έξοδο PWM στον ακροδέκτη # 3 που πηγαίνει στην πύλη του προγράμματος οδήγησης mosfet.

Το mosfet ανταποκρίνεται σε αυτούς τους παλμούς και αυξάνει σταδιακά την αγωγιμότητά του και παρέχει ρεύμα στην μπαταρία με την ίδια σταδιακή σειρά.

Μόλις αρχίσει να αυξάνεται η τρέχουσα εισαγωγή σε όλη την μπαταρία, ένα ισοδύναμο επίπεδο τάσης μεταφράζεται σε όλη την τρέχουσα αντίσταση ανίχνευσης Rx, η οποία εφαρμόζει έναν πείρο # 3 του 741 IC.

Το παραπάνω δυναμικό χτυπά επίσης τον πείρο # 2 του 741 μέσω της πτώσης 1N4148 δίοδος έτσι ώστε ο πείρος # 2 να ακολουθεί αυτό το δυναμικό σε συνδυασμό με τον πείρο # 3 αλλά υστερεί κατά περίπου 0,6V λόγω της παρουσίας της σειράς διόδους.

Η παραπάνω συνθήκη επιτρέπει στο opamp να ξεκινήσει με υψηλή έξοδο που διατηρεί τις διόδους στον ακροδέκτη # 6 αντίστροφη μεροληψία.

Όσο το ρεύμα συνεχίζει να ανεβαίνει με τη ράμπα, ο πείρος opamp # 3 συνεχίζει να είναι υψηλότερος από τον πείρο # 2, διατηρώντας έτσι την έξοδο υψηλότερη.

Ωστόσο, σε κάποια χρονική στιγμή, η οποία μπορεί να είναι μετά τη διέλευση της καμπύλης I / V, η τρέχουσα έξοδος από τον πίνακα αρχίζει να πέφτει ή μάλλον πέφτει απότομα σε όλη την Rx.

Αυτό γίνεται αισθητό αμέσως από τον πείρο # 3, ωστόσο, λόγω της παρουσίας του πυκνωτή 33u, ο πείρος # 2 δεν μπορεί να ανιχνεύσει και να ακολουθήσει αυτήν την πτώση δυναμικού.

Η παραπάνω κατάσταση αναγκάζει αμέσως την τάση του πείρου # 3 να γίνει χαμηλότερη από την ακίδα # 2, η οποία με τη σειρά της επαναφέρει την έξοδο του IC στο μηδέν, προκαλώντας προς τα εμπρός τη συνδεδεμένη δίοδο.

Η βάση της γεννήτριας ράμπας BC547 μεταφέρεται στο μηδέν αναγκάζοντάς την να απενεργοποιήσει και να επαναφέρει ολόκληρη τη διαδικασία στην αρχική κατάσταση. Η διαδικασία ξεκινά εκ νέου.

Η παραπάνω διαδικασία συνεχίζεται και διασφαλίζει ότι το ρεύμα δεν επιτρέπεται ποτέ να πέσει ή να διασχίσει την αναποτελεσματική περιοχή της καμπύλης I / V.

Αυτή είναι απλώς μια υπόθεση, μια ιδέα που έχω προσπαθήσει να εφαρμόσω, μπορεί να απαιτήσει πολλές τροποποιήσεις και ευθυγραμμίσεις πριν μπορέσει να γίνει πραγματικά προσανατολισμένη στα αποτελέσματα.

Η έξοδος από το mosfet μπορεί να ενσωματωθεί με έναν μετατροπέα βασισμένο σε SMPS για ακόμη υψηλότερη απόδοση.

Κύκλωμα ιχνηλάτη I / V για εφαρμογές Solar MPPT




Προηγούμενο: Μονοφασικό κύκλωμα κίνησης μεταβλητής συχνότητας VFD Επόμενο: Ηλεκτρονικό κύκλωμα ελεγκτή φορτίου (ELC)