Articolul explică un circuit de încărcare a bateriei hibride solare și eoliene cu intrare dublă, utilizând componente ieftine și obișnuite.

Ideea a fost solicitată de unul dintre membrii interesați ai acestui blog.

Specificatii tehnice

Bună după amiază, domnule proiectez un „circuit regulator de recoltare a energiei solare și eoliene” care are două intrări și o ieșire.
Panoul solar PV (0-21V DC) și cealaltă intrare este o turbină eoliană (15V DC).
Circuitul trebuie să fie conceput pentru încărcarea unei baterii de 12v. curentul de ieșire livrat bateriei încărcate nu trebuie să livreze mai mult de 3,5A.
Grupul meu și cu mine am obținut câteva circuite de pe internet și le-am simulat folosind pspice, niciunul dintre ele nu ne oferă curentul de ieșire de 3,5 A. vă rog, domnule, ne puteți ajuta cu exemple de circuite pe care le putem folosi.

Design-ul

Într-una din postările mele anterioare am introdus un concept similar care a permis încărcarea unei baterii din două surse de energie, cum ar fi eoliană și solară simultan și fără a fi nevoie de nicio intervenție manuală.

Designul de mai sus se bazează pe conceptul PWM și, prin urmare, ar putea fi un pic complex și dificil de optimizat pentru un profan sau un nou hobby.

Circuitul prezentat aici oferă exact aceleași caracteristici, adică permite încărcarea unei baterii din două surse diferite, păstrând totuși designul extrem de simplu, eficient, ieftin și fără probleme.

Să înțelegem circuitul în detalii cu ajutorul următoarei explicații:

Diagrama circuitului

Figura de mai sus prezintă circuitul de încărcare a bateriei hibrid solar, eolian, propus, utilizând componente foarte obișnuite, cum ar fi opamps și tranzistoare.

Putem vedea două etape opamp exact similare, una pe partea stângă a bateriei și cealaltă pe partea dreaptă a bateriei.

Etapa opamp din partea stângă devine responsabilă pentru acceptarea și reglarea sursei de energie eoliană, în timp ce etapa opamp din partea dreaptă procesează electricitatea solară pentru încărcarea bateriei comune comune în mijloc.

Deși cele două etape arată similar, modurile de reglementare sunt diferite. Circuitul de control al energiei eoliene reglează energia eoliană prin manevrarea sau scurtcircuitarea excesului de energie la sol, în timp ce etapa procesorului solar face același lucru, dar prin tăierea excesului de energie în loc de manevrare.

Cele două moduri explicate mai sus sunt cruciale, deoarece în generatoarele eoliene care sunt în esență alternatoare necesită excesul de energie pentru a fi manevrat și nu întrerupt, astfel încât bobina din interior să poată fi protejată de supracurent, care menține, de asemenea, viteza alternatorului la o rata controlată.

Aceasta implică faptul că conceptul poate fi, de asemenea, implementat în aplicațiile ELC de asemenea.

Cum este configurat opampul să funcționeze

Acum, să investigăm funcționarea etapelor opamp prin următoarele puncte:

opamps sunt configurate ca comparatoare unde pinul 3 (intrare fără inversare) este utilizat ca intrare de detectare și pinul 2 (intrare inversantă) ca intrare de referință.

Rezistențele R3 / R4 sunt selectate astfel încât la tensiunea necesară de încărcare a bateriei pinul 3 devine mai mare decât nivelul de referință al pinului 2.

Prin urmare, atunci când energia eoliană este aplicată circuitului din stânga, opamp urmărește tensiunea și, de îndată ce încearcă să depășească tensiunea de prag setată, pinul 6 al IC-ului crește, care la rândul său pornește tranzistorul T1.

T1 scurtcircuitează instantaneu excesul de energie restricționând tensiunea la baterie la limita de siguranță dorită. Acest proces continuă asigurând continuu reglarea tensiunii necesare la bornele bateriei.

Stadiul opamp de pe partea panoului solar implementează, de asemenea, aceeași funcție, totuși aici introducerea T2 asigură că ori de câte ori energia solară este mai mare decât pragul stabilit, T2 continuă să o oprească, reglând astfel alimentarea bateriei la nivelul specificat. , care protejează atât bateria, cât și panoul de situații neobișnuite ineficiente.

R4 pe ambele părți poate fi înlocuit cu un preset pentru a facilita setarea ușoară a nivelului de încărcare a bateriei.

Etapa de control curent

Conform cererii, curentul la baterie nu trebuie să depășească 3,5 Amperi. Pentru a regla acest lucru, un limitator de curent independent poate fi văzut atașat cu bateria negativă.

Cu toate acestea, designul prezentat mai jos poate fi utilizat cu curent de până la 10 amp și pentru încărcarea bateriei de până la 100 Ah

Acest design poate fi construit folosind următorul circuit:

R2 poate fi calculat cu următoarea formulă:

R2 = 0,7 / curent de încărcare
puterea rezistorului = 0,7 x curent de încărcare

Lista de piese pentru circuitul solar de încărcare a bateriei cu vânt solar

R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
Z1, Z2 = 3V sau 4,7V, diodă zener de 1/2 watt
C1 = 100uF / 25V
T1, T2 = TIP142,
T3 = BC547
D2 = 1N4007
LED-uri roșii = 2nos
D1 = 10 diode redresoare sau diodă Schottky
Opamps = LM358 sau orice alt tip similar

Circuit încărcător hibrid cu intrare dublă DC

Un al doilea design hibrid similar de mai jos descrie o idee simplă care permite procesarea a două surse diferite de intrări DC derivate din surse regenerabile diferite.

Acest circuit hibrid de procesare a energiei regenerabile include, de asemenea, o etapă a convertorului de creștere care crește în mod eficient tensiunea pentru operațiile de ieșire necesare, cum ar fi încărcarea unei baterii. Ideea a fost solicitată de unul dintre cititorii interesați ai acestui blog.

Specificatii tehnice

Bună, sunt student în inginerie în ultimul an, trebuie să implementez un chopper cu mai multe intrări (convertor integrat Buck / Buck Boost) pentru combinarea a două surse de curent continuu (hibrid).
Am modelul circuitului de bază, mă puteți ajuta să proiectez inductorul, valorile condensatorului și circuitul de control pentru elicopter. V-am trimis prin e-mail designul circuitului.

Funcționarea circuitului.

Așa cum se arată în figură, secțiunile IC555 sunt două circuite identice PWM poziționate pentru alimentarea circuitului de convertor de amplificare dublu adiacent.

Următoarele funcții au loc când configurația afișată este pornită:

DC1 poate fi presupus ca o sursă de mare DC, cum ar fi de la un panou solar.

DC2 poate fi presupus ca o sursă de intrare DC mică, cum ar fi de la un generator de turbină eoliană.

Presupunând că aceste surse vor fi pornite, mosfetele respective încep să conducă aceste tensiuni de alimentare pe următorul circuit de diodă / inductor / capacitate ca răspuns la PWM-urile porții.

Acum, din moment ce PWM-urile din cele două etape ar putea asista cu rate PWM diferite, răspunsul de comutare va diferi, de asemenea, în funcție de ratele de mai sus.

Pentru momentul în care ambele mosfete primesc impuls pozitiv, ambele intrări sunt aruncate pe inductor, provocând un spor de curent ridicat la sarcina conectată. Diodele izolează efectiv fluxul intrărilor respective către inductor.

Pentru momentul în care mosfetul superior este PORNIT în timp ce mosfetul inferior este OPRIT, 6A4 inferior devine polarizat înainte și permite inductorului o cale de întoarcere ca răspuns la comutarea mosfetului superior.
În mod similar, atunci când moset-ul inferior este PORNIT și Mosfet-ul superior este OPRIT, 6A4 superior oferă calea de întoarcere necesară pentru L1 EMF.

Deci, practic, mosfet-urile pot fi dezactivate ON sau OFF, indiferent de orice tip de sincronizare, ceea ce face lucrurile destul de ușoare și sigure. În orice caz, sarcina de ieșire ar primi puterea medie (combinată) intenționată de la cele două intrări.

Introducerea rezistorului 1K și a diodei 1N4007 asigură faptul că cele două mosfete nu primesc niciodată o margine logică separată de impuls mare, deși marginea descendentă poate fi diferită în funcție de setarea PWM-urilor respective ale 555 IC-uri.

Inductorul L1 va trebui experimentat pentru a obține impulsul dorit la ieșire. Se poate utiliza un număr diferit de rotații a 22 fire de cupru super smălțuite SWG peste o tijă de ferită sau o placă, iar ieșirea poate fi măsurată pentru tensiunea necesară.