Aurinko-, tuuli- ja hybridiakkulaturipiirit

Aurinko-, tuuli- ja hybridiakkulaturipiirit

Artikkelissa selitetään kaksoissyöttöinen hybridi-aurinko- ja tuuliakkujen latauspiiri, jossa käytetään halpoja ja tavallisia komponentteja.



Idean pyysi yksi tämän blogin kiinnostuneista jäsenistä.

Tekniset tiedot

Hyvä keskipäivän jälkeen, suunnittelen aurinko- ja tuulienergian keräyspiirin, jolla on kaksi tuloa ja yksi lähtö.
PV-aurinkopaneeli (0-21 V DC) ja toinen tulo on tuuliturbiini (15 V DC).
Piiri on suunniteltava 12 voltin akun lataamista varten. ladattuun akkuun syötettävä lähtövirta saa antaa enintään 3,5 A: n virran.
Ryhmäni ja minä olemme saaneet muutaman piirin pois internetistä ja simuloimalla niitä pspice-tekniikalla, mikään niistä ei anna meille 3,5 A: n lähtövirtaa. Herra, voisitteko auttaa meitä esimerkkeillä piireistä, joita voimme käyttää.





Muotoilu

Yhdessä edellisistä viesteistä esitin samanlaisen konseptin, joka mahdollisti akun lataamisen kahdesta energialähteestä, kuten tuuli ja aurinko samanaikaisesti, ilman manuaalisia toimenpiteitä.

Yllä oleva muotoilu perustuu PWM-konseptiin ja voi siksi olla hieman monimutkainen ja vaikea optimoida maallikolle tai uudelle harrastajalle.



Tässä esitetty piiri tarjoaa täsmälleen samat ominaisuudet, eli se mahdollistaa akun lataamisen kahdesta eri lähteestä, mutta pitää suunnittelun erittäin yksinkertaisena, tehokkaana, halpana ja vaivattomana.

Ymmärretään piiri yksityiskohtaisesti seuraavan selityksen avulla:

Piirikaavio

Yllä olevassa kuvassa on esitetty ehdotettu aurinko-, tuuli-kaksoishybridi-akkulaturipiiri, jossa käytetään hyvin tavallisia komponentteja, kuten opampeja ja transistoreita.

Voimme nähdä kaksi täsmälleen samanlaista opamp-vaihetta, yksi akun vasemmalla puolella ja toinen akun oikealla puolella.

Vasemmanpuoleinen opamp-vaihe tulee vastaamaan tuulienergialähteen hyväksymisestä ja säätämisestä, kun taas oikeanpuoleinen opamp-vaihe käsittelee aurinkoenergiaa keskellä olevan yhden yhteisen akun lataamiseksi.

Vaikka nämä kaksi vaihetta näyttävät samanlaisilta, sääntelytavat ovat erilaiset. Tuulienergian ohjainpiiri säätelee tuulienergiaa vaihtamalla tai oikosulkemalla ylimääräisen energian maahan, kun taas aurinkoprosessorin vaihe tekee saman, mutta leikkaamalla ylimääräisen energian vaihtamisen sijaan.

Edellä selitetyt kaksi tilaa ovat ratkaisevan tärkeitä, koska tuuligeneraattoreissa, jotka ovat olennaisesti vaihtovirtageneraattoreita, ylimääräinen energia on vaihdettava eikä katkaistava, jotta sisällä oleva kela voidaan suojata ylivirralta, mikä pitää myös laturin nopeuden hallittu korko.

Tämä tarkoittaa, että konsepti voidaan myös toteuttaa ELC-sovelluksissa myös.

Kuinka opamp on määritetty toimimaan

Tutkitaan nyt opamp-vaiheiden toimintaa seuraavien kohtien kautta:

opampit on määritetty vertailijoiksi jossa nasta # 3 (ei-käänteinen tulo) käytetään anturitulona ja nasta # 2 (käänteinen tulo) vertailutulona.

Vastukset R3 / R4 valitaan siten, että vaaditulla akun latausjännitteellä nasta # 3 nousee vain nastan 2 vertailutasoon.

Siksi kun tuulienergia kohdistetaan vasempaan piiriin, opamp seuraa jännitettä ja heti kun se yrittää ylittää asetetun kynnysjännitteen, IC: n nasta # 6 nousee korkealle, mikä puolestaan ​​kytkee päälle transistorin T1.

T1 oikosulkaa hetkellisesti ylimääräisen energian, mikä rajoittaa akun jännitettä halutulle turvalliselle rajalle. Tämä prosessi jatkuu jatkuvasti varmistamalla vaadittu jännitesäätö akun napojen yli.

Opamp-vaihe aurinkopaneelin puolella toteuttaa myös saman toiminnon, mutta tässä T2: n käyttöönotolla varmistetaan, että aina kun aurinkoenergia on yli asetetun kynnyksen, T2 katkaisee sen jatkuvasti, säätämällä siten akun syöttöä määritetyllä nopeus, joka suojaa akkua ja paneelia epätavallisilta tehottomilta tilanteilta.

Molempien sivujen R4 voidaan korvata esiasetuksella, jotta kynnyksen lataustason asettaminen on helppoa.

Nykyinen ohjausvaihe

Pyynnön mukaan akun virta ei saa ylittää 3,5 ampeeria. Tämän säätämiseksi voidaan nähdä erillinen virranrajoitin, joka on kiinnitetty akun negatiiviseen.

Alla olevaa mallia voidaan kuitenkin käyttää jopa 10 ampeerin virralla ja 100 Ah: n akun lataamiseen

Tämä malli voidaan rakentaa seuraavalla piirillä:

R2 voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

  • R2 = 0,7 / latausvirta
  • vastuksen teho = 0,7 x latausvirta

Osaluettelo aurinkotuulen kaksoishybridi-akkulaturipiirille

  • R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
  • Z1, Z2 = 3 V tai 4,7 V, 1/2 watin zener-diodi
  • C1 = 100uF / 25V
  • T1, T2 = TIP142,
  • T3 = BC547
  • D2 = 1N4007
  • Punainen LED = 2nos
  • D1 = 10 ampeerin tasasuuntaajadiodi tai Schottky-diodi
  • Opamps = LM358 tai vastaava

Kaksinkertainen tasavirtatulo Hybridi-laturipiiri

Samanlainen toinen alla oleva hybridirakenne kuvaa yksinkertaisen idean, joka mahdollistaa kahden eri uusiutuvista lähteistä johdetun DC-tulolähteen käsittelyn.

Tähän uusiutuvan energian hybridiprosessointipiiriin kuuluu myös tehonmuunninvaihe, joka nostaa tehokkaasti jännitettä tarvittaviin lähtötoimintoihin, kuten akun lataamiseen. Idean pyysi yksi tämän blogin kiinnostuneista lukijoista.

Tekniset tiedot

Hei, olen viimeisen vuoden insinööriopiskelija, minun on toteutettava monisyöttöinen hakkurit (integroitu buck / buck boost -muunnin) kahden tasavirtalähteen (hybridi) yhdistämiseksi.

Minulla on peruspiirimalli, voitko auttaa minua suunnittelemaan induktorin, kondensaattorin arvot ja ohjauspiirin hakkurille. Olen lähettänyt sinulle piirisuunnitelman sähköpostitse.

Piirin käyttö.

Kuten kuvassa on esitetty, IC555-leikkeet ovat kaksi identtistä PWM-piiriä, jotka on sijoitettu vierekkäisen kaksoissyötön tehostimen muunninpiirin syöttämistä varten.

Seuraavat toiminnot tapahtuvat, kun esitetty kokoonpano kytketään päälle:

DC1 voidaan olettaa olevan korkea DC-lähde, kuten aurinkopaneelista.

DC2 voidaan olettaa matalana DC-tulolähteenä, kuten tuuliturbiinigeneraattorista.

Olettaen, että nämä lähteet kytketään päälle, vastaavat mosfetit alkavat johtaa näitä syöttöjännitteitä seuraavassa diodi / induktori / kapasitanssipiirissä vasteena portin PWM: iin.

Nyt kun kahden vaiheen PWM: t saattavat sisältää erilaisia ​​PWM-nopeuksia, kytkentävaste vaihtelee myös yllä olevista nopeuksista riippuen.

Sillä hetkellä, kun molemmat mosfetit saavat positiivisen pulssin, molemmat tulot kaadetaan induktorin yli aiheuttaen suuren virran nousun kytkettyyn kuormitukseen. Diodit eristävät tehokkaasti vastaavien tulojen virtauksen kohti induktoria.

Sillä hetkellä, kun ylempi mosfet on PÄÄLLÄ, kun alempi mosfet on OFF, alempi 6A4 muuttuu eteenpäin esijännitetyksi ja sallii induktorin paluureitin vastauksena ylemmän mosfetin kytkentään.
Vastaavasti, kun alempi mosetti on päällä ja ylempi mosfet on pois päältä, ylempi 6A4 tarjoaa vaaditun paluureitin L1 EMF: lle.

Joten pohjimmiltaan mosfetit voidaan kytkeä pois päältä tai pois päältä riippumatta minkäänlaisesta synkronoinnista, mikä tekee asioista melko helppoja ja turvallisia. Joka tapauksessa lähtökuorma saisi keskimääräisen (yhdistetyn) suunnitellun tehon kahdesta tulosta.

1K-vastuksen ja 1N4007-diodin käyttöönotto varmistaa, että molemmat mosfetit eivät koskaan saa erillistä loogista korkeaa pulssin reunaa, vaikka putoava reuna voi olla erilainen riippuen 555 IC: n vastaavien PWM: ien asetuksesta.

Induktori L1 on kokeiltava, jotta saadaan haluttu tehoste lähtöön. Erilaisia ​​22 SWG-superemaloidun kuparilangan kierroksia voidaan käyttää ferriittitangon tai -levyn päällä, ja lähtö mitataan vaaditulle jännitteelle.

Aurinko-, tuuli-kaksois-DC-sisääntulo Hybridienergiaakkujen latauspiiri


Edellinen: Kuinka potentiometri (POT) toimii Seuraava: Kuinka tunnistaa komponenttimääritykset kaaviossa