دائرة تعقب I / V لتطبيقات MPPT الشمسية

يعد تحسين الطاقة من خلال التتبع الميزة الرئيسية التي تجعل مفهوم MPPT الشمسي فريدًا وفعالًا للغاية ، حيث يتم تتبع منحنى I / V المعقد وغير الخطي للوحة الشمسية وتبديله لخلق أقصى الظروف المثلى للحمل المتصل.

مفهوم الدائرة

لقد كنت أحاول جاهدة تصميم شيء من شأنه أن يتتبع منحنى I / V أو منحنى طاقة اللوحة ، ويصححها تلقائيًا عندما تنحرف عن النقاط المثلى ، ويستند التصميم المقترح إلى نفس الأسس ، ولكن لقد قمت هنا بتضمين مرحلة التتبع I (الحالية) فقط من أجل إبقاء الأمور بسيطة. في الواقع ، فإن التيار هو المهم حقًا ويتناسب بشكل مباشر مع قوة اللوحة ، لذلك اعتقدت أن إبقاء هذه المعلمة تحت السيطرة يمكن أن يؤدي المهمة.

دعنا نحاول فهم التصميم بالملاحظات التالية:

كيف تعمل الدائرة

بالنظر إلى الرسم التخطيطي المقترح لدائرة تعقب منحنى MPPT I / V الشمسي ، فإن BC547 في أقصى اليمين جنبًا إلى جنب مع المقاوم 10k ومكثف 1uF يشكل مولد منحدر خطي.

تشكل المرحلة المركزية التي تضم الـ 555 ICs مولدًا متغيرًا يتم التحكم فيه بواسطة PWM ، بينما تصبح المرحلة IC 741 مرحلة تعقب التيار الفعلي.

عندما يتصل الجهد من اللوحة الشمسية عبر مجمع BC547 والأرض ، نظرًا لوجود شبكة قاعدة 10 كيلو / 1 فائق التوهج ، يوفر تابع الباعث جهدًا مرتفعًا برفق إلى مرحلة مولد 555 PWM.

يعمل المنحدر على تنشيط IC2 ويجبره على إنشاء خرج PWM متزامن في الطرف رقم 3 الذي يذهب إلى بوابة برنامج التشغيل mosfet.

يستجيب mosfet لهذه النبضات ويزيد تدريجيًا من التوصيل ويوفر التيار للبطارية بنفس الترتيب التدريجي.

بمجرد أن يبدأ المدخول الحالي عبر البطارية في الارتفاع ، يتم ترجمة مستوى الجهد المكافئ عبر المقاوم الاستشعار الحالي Rx الذي يتم تطبيقه على دبوس رقم 3 من 741 IC.

تصل الإمكانات المذكورة أعلاه أيضًا إلى الدبوس رقم 2 لـ 741 عبر الصمام الثنائي 1N4148 المتساقط بحيث يتبع الدبوس رقم 2 هذه الإمكانية جنبًا إلى جنب مع الدبوس رقم 3 ولكنه يتأخر بحوالي 0.6 فولت بسبب وجود الصمام الثنائي التسلسلي.

يسمح الشرط أعلاه لـ opamp أن يبدأ بإخراج مرتفع يحافظ على الثنائيات في دبوسها رقم 6 منحازًا عكسيًا.

طالما استمر التيار في التسلق مع المنحدر ، يستمر opamp pin # 3 في كونه أعلى من الدبوس رقم 2 ، وبالتالي الحفاظ على الناتج أعلى.

ومع ذلك ، في وقت ما ، والذي قد يكون بعد عبور منحنى I / V للتو ، يبدأ الإخراج الحالي من اللوحة في الانخفاض أو بالأحرى ينخفض ​​فجأة عبر Rx.

يتم استشعار هذا بواسطة الدبوس رقم 3 على الفور ، ولكن نظرًا لوجود مكثف 33u ، فإن الدبوس رقم 2 غير قادر على استشعار ومتابعة هذا الانخفاض في الجهد.

يفرض الموقف أعلاه على الفور أن يكون الجهد الكهربي للدبوس رقم 3 أقل من الدبوس رقم 2 ، والذي بدوره يعيد إخراج IC إلى الصفر ، مع تحيز أمامي للديود المتصل.

يتم سحب قاعدة مولد المنحدر BC547 إلى الصفر لإجبارها على إيقاف التشغيل وإعادة تعيين الإجراء بالكامل إلى الحالة الأصلية. تبدأ العملية الآن من جديد.

يستمر الإجراء أعلاه ويضمن عدم السماح للتيار بالسقوط أو عبور المنطقة غير الفعالة لمنحنى I / V.

هذا مجرد افتراض ، وهو مفهوم حاولت تنفيذه ، وقد يتطلب الكثير من التغيير والتبديل قبل أن يصبح موجهًا حقًا نحو النتائج.

يمكن دمج الإخراج من mosfet مع محول قائم على SMPS لتحقيق كفاءة أعلى.