Enkelt LM317-baseret MPPT Simulator Circuit

For at gøre dette enkle MPPT-kredsløb ændrer vi først et standard LM317 strømforsyningskredsløb til en buck-konverter og konfigurerer det derefter med et solpanel til implementering af en MPPT-funktion.

Ændring af en LM317 strømforsyning til en MPPT Solar Optimizer

I vores tidligere artikel lærte vi, hvordan en standard LM317 strømforsyning kunne omdannes til en induktorbaseret effektiv strømforsyningskredsløb til variabel buck-konverter.

I denne artikel analyserer vi, hvordan det samme kredsløbsdesign kunne forbedres til et effektivt MPPT-kredsløb ved at tilføje en LDR / LED-optokobler og et opamp-spændingsfølger-kredsløbstrin.

Det komplette kredsløbsdiagram for det foreslåede MPPT-kredsløb ved hjælp af LM317 buck-konverter kan ses i følgende billede:

Figuren illustrerer det diskuterede MPPT-kredsløb, LM317 og dets tilknyttede komponenter danner en basis buck konverter kredsløb hvis output kan varieres ved blot at variere en modstand på tværs af C2.

I vores tidligere strømforsyningsdesign så vi en gryde placeres parallelt med C2 for at muliggøre den variable udgangsspændingsfunktion, men da det nuværende design formodes at udføre en automatisk MPPT, kunne denne gryde ses erstattet med en LDR / LED optokobler .

Sådan fungerer kredsløbene

Det LED LDR optokobler er en simpel hjemmelavet enhed hvor en rød LED og LDR er forseglet ansigt til ansigt inde i en lille lysfast kabinet.

LDR-ledningerne her kan ses forbundet parallelt med C2, mens LED'en er integreret med udgangen fra et opamp-spændingsfølger-kredsløbstrin.

Indgangen på opampen kan ses tilsluttet solpanelet gennem en 10k forudindstilling.

Ideen her er at sikre, at når solpanelspændingen stiger, øges også opto-LED-intensiteten, hvilket igen får modstanden til LDR til at falde.

Faldmodstanden får bukke-PWM til at indsnævre sine impulser, hvilket forhindrer udgangsspændingen i at stige, men sikrer alligevel en forholdsmæssig stigning i strøm for den tilsluttede belastning.

I et af mine tidligere indlæg forstod vi det i nogen buck-konverter design udgangen fra konverteren afhænger af PWM og indgangsspændingen .

Det indebærer, at hvis solspændingen har en tendens til at stige, kan bukkeffekten blive påvirket og begynde at stige proportionalt. Dette kan igen medføre overbelastning af panelet og forringe panelets effektivitet.

Det nuværende LM317 MPPT-design tager sig af denne situation gennem LED / LDR-enheden og LM317-variabel modstandsfunktion og kombinerer de to funktioner sammen med en opamp-spændingsfølger for at udvikle et effektivt selvjusterende PWM-baseret MPPT-kredsløb.

Justeringen af ​​opamp 10k-forudindstillingen ser ud til at være ret enkel.

Sådan justeres LM317 MPPT Preset

Ved optimalt sollys justeres 10k forudindstillingen således, at output fra buck-konverteren producerer en spænding på niveau med specifikationen for belastningsspænding.

Antag for eksempel, at belastningen er et 12v batteri, i så fald justeres 10K-forudindstillingen til at producere omkring 14,4V.

Når dette er gjort, kunne produktionen antages at være selvjusterende som reaktion på solskinnet herfra ... hvilket betyder, at når solen skinner øges, tilpasser LM317 buck-konverteren sig selv og indsnævrer PWM ved bunden af ​​Q1 og hæmmer enhver stigning i spænding, men i processen sørger induktoren L1 og C4 for, at det overskydende solskin omdannes til en forholdsmæssig mængde ekstra strøm for batteriet for at muliggøre en hurtigere opladning.

Omvendt, hvis solen skinner forværres, har PWM en tendens til at udvide sig, hvilket får spændingen til batteriet til automatisk at justere sig selv ved at opretholde 14,4V-niveauet ...... omend med en forholdsmæssig reduktion i strømmen.

Den selvoptimerende funktionalitet udføres hele dagen og sikrer det mest effektive resultat fra panelet til den tilsluttede belastning.

ADVARSEL: OVENORDEN FORKLARET ENKEL MPPT-KREDNING, DER BRUGER LM317, ER BASERET PÅ FORFATTERENS ANTAGELSE OG SIMULATION, VISNINGER RÅDES TIL AT VURDERE KONCEPTET NØJTTIG FØR DE PRAKTISK PRØVER DET.