دائرة محاكي MPPT واحدة LM317

لجعل هذه الدائرة MPPT البسيطة ، نقوم أولاً بتعديل دائرة إمداد الطاقة القياسية LM317 إلى محول باك ثم تكوينها باستخدام لوحة شمسية لتنفيذ وظيفة MPPT.

تعديل مصدر طاقة LM317 إلى MPPT Solar Optimizer

تعلمنا في مقالنا السابق كيف يمكن تحويل مصدر طاقة قياسي LM317 إلى محث فعال متغير باك محول الطاقة الدائرة.

في هذه المقالة ، نحلل كيف يمكن تحسين تصميم الدائرة نفسه في دائرة MPPT فعالة عن طريق إضافة optocoupler LDR / LED ومراحل دائرة متابعة الجهد opamp.

يمكن رؤية الرسم التخطيطي الكامل للدائرة MPPT المقترحة باستخدام محول LM317 باك في الصورة التالية:

يوضح الشكل دائرة MPPT التي تمت مناقشتها ، وتشكل LM317 والمكونات المرتبطة بها أساسية دارة محول باك يمكن أن يتنوع ناتجها ببساطة عن طريق تغيير المقاوم عبر C2.

في تصميم مصدر الطاقة السابق لدينا ، رأينا وعاءًا يتم وضعه بالتوازي مع C2 لتمكين ميزة جهد الخرج المتغير ، ولكن نظرًا لأنه من المفترض أن يؤدي التصميم الحالي MPPT تلقائي ، يمكن رؤية هذا القدر مستبدلاً بمقرن بصري LDR / LED .

كيف تعمل الدوائر

ال المقرن البصري LED LDR هو جهاز بسيط محلي الصنع حيث يتم إغلاق مصباح LED أحمر و LDR وجهاً لوجه داخل حاوية صغيرة مقاومة للضوء.

يمكن رؤية خيوط LDR هنا متصلة بالتوازي مع C2 ، بينما يتم دمج LED مع خرج مرحلة دائرة تتبع الجهد opamp.

يمكن رؤية مدخلات opamp متصلة باللوحة الشمسية من خلال ضبط مسبق 10 كيلو.

تكمن الفكرة هنا في التأكد من أنه مع زيادة جهد الألواح الشمسية ، تزداد كثافة LED البصري أيضًا ، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض مقاومة LDR.

تتسبب مقاومة السقوط في أن PWM يضيق نبضاته وبالتالي يمنع جهد الخرج من الارتفاع ، ولكن مع ذلك يضمن ارتفاعًا متناسبًا في التيار للحمل المتصل.

في إحدى منشوراتي السابقة ، فهمنا ذلك في أي تصميم محول باك الناتج من المحول يعتمد على PWM والجهد المدخل .

وهذا يعني أنه إذا كان الجهد الشمسي يميل إلى الزيادة ، فقد يتأثر ناتج باك ويبدأ في الزيادة بشكل متناسب. قد يتسبب هذا بدوره في زيادة التحميل على اللوحة وتقليل كفاءة اللوحة.

يعتني تصميم LM317 MPPT الحالي بهذا الموقف من خلال جهاز LED / LDR وميزة المقاوم المتغير LM317 ، ويجمع بين الميزتين جنبًا إلى جنب مع متابع الجهد opamp لتطوير دائرة MPPT فعالة ذاتية الضبط تعتمد على PWM.

يبدو أن ضبط الإعداد المسبق لـ opamp 10k بسيط للغاية.

كيفية ضبط الإعداد المسبق لـ LM317 MPPT

في ضوء الشمس الأمثل ، يتم ضبط الإعداد المسبق 10 كيلو بحيث ينتج الناتج من محول باك جهدًا على قدم المساواة مع مواصفات جهد الحمل.

على سبيل المثال ، افترض أن الحمولة عبارة عن بطارية بجهد 12 فولت ، وفي هذه الحالة يتم ضبط الإعداد المسبق 10K لإنتاج حوالي 14.4 فولت.

بمجرد الانتهاء من ذلك ، من هنا فصاعدًا ، يمكن افتراض أن الإخراج يتم ضبطه ذاتيًا استجابة لأشعة الشمس ... وهذا يعني الآن مع زيادة سطوع الشمس ، يقوم محول باك LM317 بضبط ذاتي وتضييق PWM في قاعدة Q1 مما يمنع أي ارتفاع في الجهد الكهربي ، ولكن في هذه العملية ، يتأكد المحث L1 و C4 من تحويل أشعة الشمس الزائدة إلى كمية متناسبة من التيار الإضافي للبطارية لتمكين الشحن بشكل أسرع.

على العكس من ذلك ، إذا تدهورت أشعة الشمس ، فإن PWM يميل إلى الاتساع ، مما يتسبب في تعديل الجهد للبطارية تلقائيًا للحفاظ على مستوى 14،4V ...... وإن كان ذلك مع قدر متناسب من الانخفاض في التيار.

يتم تنفيذ وظيفة التحسين الذاتي على مدار اليوم لضمان النتيجة الأكثر فعالية من اللوحة للحمل المتصل.

تحذير: الدائرة البسيطة الموضحة أعلاه MPPT التي تستخدم LM317 تستند إلى افتراض المؤلف والمحاكاة ، يُنصح المشاهدون بتقييم المفهوم جيدًا قبل تجربته عمليًا.