V článku sa vysvetľuje obvod hybridnej solárnej a veternej nabíjačky batérií s dvojitým vstupom, ktorý využíva lacné a bežné komponenty.

O nápad požiadal jeden zo zainteresovaných členov tohto blogu.

Technické špecifikácie

Dobré popoludnie, pane, navrhujem „obvod regulátora zberu slnečnej a veternej energie“, ktorý má dva vstupy a jeden výstup.
FV panel (0-21 V DC) a druhý vstup je veterná turbína (15 V DC).
Obvod musí byť navrhnutý na nabíjanie 12v batérie. výstupný prúd dodávaný do nabitej batérie nesmie dodávať viac ako 3,5 A.
Moja skupina a ja sme dostali niekoľko obvodov z internetu a simulovali ich pomocou pspice, žiadny z nich nám nedáva výstupný prúd 3,5 A. prosím, pane, môžete nám pomôcť s príkladmi obvodov, ktoré môžeme použiť.

Dizajn

V jednom zo svojich predchádzajúcich príspevkov som predstavil podobný koncept, ktorý umožňoval nabíjanie batérie z dvoch zdrojov energie, ako sú vietor a slnečná energia, súčasne a bez nutnosti manuálneho zásahu.

Vyššie uvedený dizajn je založený na koncepcii PWM, a preto by mohol byť trochu zložitý a ťažko optimalizovateľný pre laika alebo nového fanda.

Obvod, ktorý je tu predstavený, ponúka úplne rovnaké vlastnosti, to znamená, že umožňuje nabíjanie batérie z dvoch rôznych zdrojov, pričom však jeho dizajn zostáva mimoriadne jednoduchý, efektívny, lacný a bezproblémový.

Poďme obvodu porozumieť podrobne pomocou nasledujúceho vysvetlenia:

Schéma zapojenia

Obrázok vyššie zobrazuje navrhovaný solárny, veterný dvojitý hybridný nabíjací obvod batérií, využívajúci veľmi bežné komponenty, ako sú zosilňovače a tranzistory.

Vidíme, že sa používajú dva presne podobné stupne zosilňovača, jeden na ľavej strane batérie a druhý na pravej strane batérie.

Stupeň zosilňovača na ľavej strane sa stáva zodpovedným za prijímanie a reguláciu zdroja veternej energie, zatiaľ čo stupeň zosilňovača na pravej strane spracúva solárnu elektrinu na nabíjanie jednej spoločnej batérie v strede.

Aj keď tieto dve fázy vyzerajú podobne, režimy regulácie sú odlišné. Obvod regulátora veternej energie reguluje veternú energiu posunutím alebo skratom prebytočnej energie na zem, zatiaľ čo stupeň solárneho procesora robí to isté, ale pritom namiesto posunutia prebytočnú energiu preruší.

Vyššie vysvetlené dva režimy sú rozhodujúce, pretože vo veterných generátoroch, ktoré sú v podstate alternátormi, je potrebné posunúť prebytočnú energiu a neodrezať ju, aby bolo možné chrániť cievku vo vnútri pred nadprúdom, ktorý tiež udržuje rýchlosť alternátora na kontrolovaná sadzba.

To znamená, že koncepciu je možné aj implementovať v aplikáciách ELC tiež.

Ako je operačný zosilňovač nakonfigurovaný na fungovanie

Teraz poďme preskúmať fungovanie stupňov operačného zosilňovača prostredníctvom nasledujúcich bodov:

The operačné zosilňovače sú konfigurované ako komparátory kde pin # 3 (neinvertujúci vstup) sa používa ako snímací vstup a pin # 2 (invertujúci vstup) ako referenčný vstup.

Rezistory R3 / R4 sú vybrané tak, aby pri požadovanom nabíjacom napätí batérie bol kolík # 3 len vyšší ako referenčná úroveň kolíku # 2.

Preto keď sa veterná energia aplikuje na ľavý obvod, operačný zosilňovač sleduje napätie a akonáhle sa pokúsi prekročiť stanovené prahové napätie, pin # 6 IC sa zvýši, čo zase zapne tranzistor T1.

T1 okamžite skratuje prebytočnú energiu obmedzujúcu napätie na batériu na požadovanej bezpečnej hranici. Tento proces pokračuje neustále zabezpečovaním požadovanej regulácie napätia na svorkách batérie.

Rovnakú funkciu implementuje aj operačný zosilňovač na strane solárneho panelu, avšak tu zavedenie T2 zaisťuje, že vždy, keď je solárna energia vyššia ako nastavená prahová hodnota, T2 ju stále vypína, čím reguluje prívod do batérie na stanovenú hodnotu batéria ako aj panel pred neobvyklými neefektívnymi situáciami.

R4 na oboch stranách môžu byť nahradené predvoľbou pre uľahčenie nastavenia prahovej úrovne nabitia batérie.

Aktuálna fáza kontroly

Podľa požiadavky nesmie prúd do batérie presiahnuť 3,5 A. Na reguláciu je možné vidieť samostatný obmedzovač prúdu pripojený k zápornej pólu batérie.

Nižšie uvedený dizajn je však možné použiť s prúdom až 10 A a na nabíjanie až 100 Ah batérie

Tento dizajn je možné zostaviť pomocou nasledujúceho obvodu:

R2 sa môže vypočítať podľa tohto vzorca:

R2 = 0,7 / nabíjací prúd
príkon rezistora = 0,7 x nabíjací prúd

Zoznam náhradných dielov pre duálny hybridný nabíjací obvod batérií

R1, R2, R3, R5, R6 = 10 k
Z1, Z2 = 3V alebo 4,7V, zenerova dióda 1/2 wattu
C1 = 100uF / 25V
T1, T2 = TIP142,
T3 = BC547
D2 = 1N4007
Červené LED = 2nos
D1 = 10 A usmerňovacia dióda alebo Schottkyho dióda
Opamps = LM358 alebo akýkoľvek podobný

Obvod hybridnej nabíjačky s dvojitým vstupom DC

Podobný druhý hybridný dizajn nižšie popisuje jednoduchú myšlienku, ktorá umožňuje spracovanie dvoch rôznych zdrojov jednosmerných vstupov odvodených z rôznych obnoviteľných zdrojov.

Tento hybridný obvod na spracovanie obnoviteľnej energie obsahuje aj fázu zosilňovača, ktorá efektívne zvyšuje napätie pre požadované výstupné operácie, ako je napríklad nabíjanie batérie. O nápad požiadal jeden zo zainteresovaných čitateľov tohto blogu.

Technické špecifikácie

Ahoj, som študent posledného ročníka inžinierstva, musím implementovať viacvstupový chopper (integrovaný prevodník buck / buck boost) na kombináciu dvoch zdrojov jednosmerného prúdu (hybridný).
Mám základný model obvodu, môžete mi pomôcť navrhnúť induktor, hodnoty kondenzátora a riadiaci obvod pre chopper. Poslal som vám e-mailom návrh obvodu.

Prevádzka obvodu.

Ako je znázornené na obrázku, sekcie IC555 sú dva identické obvody PWM umiestnené na napájanie susedného obvodu meniča zosilňovača s dvojitým vstupom.

Po zapnutí zobrazenej konfigurácie sa uskutočnia nasledujúce funkcie:

DC1 možno považovať za zdroj vysokého DC, napríklad zo solárneho panelu.

DC2 možno považovať za nízky vstupný zdroj DC, napríklad z generátora veternej turbíny.

Za predpokladu, že sú tieto zdroje zapnuté, príslušné mosfety začnú viesť tieto napájacie napätia cez nasledujúci diódový / indukčný / kapacitný obvod v reakcii na hradlové PWM.

Pretože teraz môžu byť PWM z dvoch stupňov obťažované rôznymi rýchlosťami PWM, bude sa spínacia odozva tiež líšiť v závislosti od vyššie uvedených rýchlostí.

V okamihu, keď obidva mosfety dostanú pozitívny impulz, oba vstupy sa vyhodia cez induktor, čo spôsobí vysoké prúdové zvýšenie pripojenej záťaže. Diódy účinne izolujú tok príslušných vstupov smerom k tlmivke.

V okamihu, keď je horný mosfet ZAPNUTÝ, zatiaľ čo dolný mosfet je VYPNUTÝ, spodný 6A4 sa zmení na predpätie vpred a umožní induktoru spätnú cestu v reakcii na prepnutie horného mosfetu.
Podobne, keď je spodný moset zapnutý a horný mosfet vypnutý, horná 6A4 poskytuje požadovanú spätnú cestu pre EMF L1.

V zásade teda možno mosfety zapnúť alebo vypnúť bez ohľadu na akýkoľvek druh synchronizácie, vďaka čomu sú veci celkom jednoduché a bezpečné. V každom prípade by výstupné zaťaženie dostávalo priemerný (kombinovaný) zamýšľaný výkon z dvoch vstupov.

Zavedenie rezistora 1K a diódy 1N4007 zaisťuje, že tieto dva mosfety nikdy nedostanú samostatnú logicky vysokú hranu impulzu, aj keď zostupná hrana sa môže líšiť v závislosti od nastavenia príslušných PWM 555 integrovaných obvodov.

Bude potrebné experimentovať s induktorom L1, aby sa na výstupe dosiahlo požadované zvýšenie. Na feritovej tyči alebo doske je možné použiť rôzny počet závitov 22 SWG super smaltovaného medeného drôtu a výstup merať na požadované napätie.