Skocz do zawarto┼Ťci
Yggas

Regulator MPPT

Pomocna odpowied┼║

Hej ­čÖé Jest tu kto┼Ť kto mo┼╝e si─Ö interesowa┼é dzia┼éaniem regulatora ┼éadowania MPPT?

Bo zamierzam zrobi─ç w┼éa┼Ťnie projekt na zaliczenie z tym, ┼╝e mam kilka niewiadomych.

Projekt b─Ödzie mniej wi─Öcej wygl─ůda┼é tak:

-Panel słoneczny

-Arduino do kontrolowania: napi─Öcia na akumulatorze (by nie roz┼éadowa─ç ani nie prze┼éadowa─ç), sterowanie przetwornic─ů, odci─Öcie akumulatora od obci─ů┼╝enia.

-Czujniki napi─Öcia i pr─ůdu oraz temperatury

-prawdopodobnie przetwornica step-up

A wi─Öc moje pytania to takie:

Jak si─Ö steruje przetwornic─ů? To b─Ödzie na bazie sterowania lub te┼╝ zmian─ů PWM (konkretnie wype┼énienia D) dawan─ů na bramk─Ö tranzystora w zale┼╝no┼Ťci dla maksymalnej mocy?

Je┼╝eli zwi─Ökszymy napi─Öcie na wyj┼Ťciu przetwornicy to akumulator nie b─Ödzie si─Ö ┼éadowa┼é wi─Ökszym czyli niebezpiecznym dla niego napi─Öciem?

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tak, robiłem MPPT.

Tak, przetwornic─ů DCDC sterujesz poprzez zmian─Ö wsp├│┼éczynnika wype┼énienia.

Zr├│b wszystko by w Twoim projekcie by┼éa przetwornica buck czyli obni┼╝aj─ůca.

O jakich akumulatorach piszesz? Najpierw poczytaj o algorytmach ┼éadowania wybranego typu. To najwa┼╝niejsze od czego powiniene┼Ť zacz─ů─ç. Akumulatory s─ů ┼éadowane pr─ůdem nie napi─Öciem. To pr─ůd jest kontrolowany. Napi─Öcie jest w wa┼╝ne o tyle, ┼╝e na jego podstawie oceniasz stan akumulatora i etap procesu ┼éadowania, ale zasad─ů jest takie sterowanie przetwornicy by uzyskiwa─ç zadany pr─ůd, lub nie przekracza─ç maksymalnego w przypadku silnych ogniw s┼éonecznych. Dopiero w ko┼äcowych fazach ┼éadowania stabilizujesz napi─Öcie. Musisz si─Ö w tym p┼éynnie porusza─ç. Potem czytaj o podstawowych uk┼éadach przetwornic nieizolowanych. Wyprowad┼║ albo znajd┼║ wzory na napi─Öcia wyj┼Ťciowe w zale┼╝no┼Ťci od D i wyci─ůgnij z tego wnioski. Zastan├│w si─Ö te┼╝ jak cz─Östotliwo┼Ť─ç wp┼éywa na wielko┼Ť─ç element├│w i przemy┼Ťl zakres cz─Östotliwo┼Ťci dost─Öpnych z procesorka Arduino. No a potem b─Ödziesz musia┼é ogarn─ů─ç ca┼éo┼Ť─ç ┼é─ůcznie z wybranym algorytmem MPPT. O nich te┼╝ poczytaj, ale to na ko┼äcu.

  • Lubi─Ö! 1

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Super, ┼╝e jest na tym forum kto┼Ť kto ma z tym do┼Ťwiadczenie! ­čśâ Zag┼é─Öbi─Ö si─Ö w temat i jeszcze zaktualizuj─Ö tutaj swoje prace.

No wiem, ┼╝e pr─ůdem ale pr─ůd p┼éynie dzi─Öki r├│┼╝nicy potencja┼é├│w, nie?

Czy to dzia┼éa na zasadzie tranzystora jako kurka z wod─ů? ┼╗e te┼╝ sterujemy jego przepustowo┼Ťci─ů?

No i w┼éa┼Ťnie te┼╝ mi co┼Ť nie pasowa┼éo z tym, ┼╝e u┼╝ywaj─ů step-up jak akumulatory to przewa┼╝nie 12v lub 24v, a napi─Öcie na ogniwach nawet i do 38v dochodzi to po co jeszcze zwi─Öksza─ç. Zreszt─ů, najpierw musz─Ö zakupi─ç jakie┼Ť ogniwo i dodatkowo akumulator (pewnie litowo-jonowy, a w┼éa┼Ťnie, jakie teraz s─ů najlepsze?). Dopiero do tych podzespo┼é├│w podobiera─ç reszt─Ö, pooblicza─ç itp. Literatur─Ö potrzebn─ů ju┼╝ wypo┼╝yczy┼éem wi─Öc teraz troch─Ö czasu po┼Ťwi─Öc─Ö i wrzuc─Ö jaki┼Ť update by zweryfikowa─ç prace.

W┼éa┼Ťnie, ogniwo i akumulator mo┼╝e jaki┼Ť polecasz?

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

"pr─ůd p┼éynie dzi─Öki r├│┼╝nicy potencja┼é├│w"

Tak, ale w sensie algorytmicznym nie sterujesz r├│┼╝nic─ů potencja┼é├│w tylko starasz si─Ö stabilizowa─ç pr─ůd. Robisz to poprzez zmiany wsp├│┼éczynnika wype┼énienia de facto zmieniaj─ůce napi─Öcie, ale to tylko szczeg├│┼é techniczny. Zauwa┼╝, ┼╝e w zale┼╝no┼Ťci od typu, pojemno┼Ťci, temperatury i stanu akumulatora ten sam pr─ůd uzyskasz przy zupe┼énie r├│┼╝nych napi─Öciach. W fazie CI ┼éadowania robisz impulsowe ┼║r├│d┼éo pr─ůdowe a nie napi─Öciowe i dlatego wtedy napi─Öcia Ci─Ö nie obchodz─ů. Oczywi┼Ťcie dop├│ki nie s─ů niepokoj─ůco niskie (aku g┼é─Öboko roz┼éadowany lub uszkodzony) lub wysokie (prze┼éadowany lub popsuty). M.in dlatego zrobienie dobrej ┼éadowarki (a w┼éa┼Ťnie chcesz tak─ů zrobi─ç i to jeszcze z niefajnym ┼║r├│d┼éem mocy na wej┼Ťciu) wcale trywialne nie jest.

"Czy to dzia┼éa na zasadzie tranzystora jako kurka z wod─ů"

Ale co tak działa? Przetwornica DCDC? Nie.

"jakie teraz s─ů najlepsze"

Najlepsze do czego?

"Dopiero do tych podzespołów podobierać resztę, poobliczać itp"

Nie, najpierw wszystko poobliczaj, przymierz si─Ö do wielko┼Ťci i cen element├│w, zr├│b szacunkowy schemat i oce┼ä mo┼╝liwo┼Ťci ┼éadowania w naszych warunkach (zimowych?) i dopiero gdy b─Ödzie to mia┼éo r─Öce i nogi, kupuj. Staraj si─Ö minimalizowa─ç oczekiwania i skal─Ö uk┼éadu. Du┼╝o pro┼Ťciej zrobi─ç co┼Ť z bateri─ů s┼éoneczn─ů 500cm┬▓ i aku 500mAh ni┼╝ z 10m┬▓ i 50Ah. Dowiedz si─Ö jakie nas┼éonecznienia mamy w Polsce w r├│┼╝nych porach roku, ile mocy elektrycznej mo┼╝esz z tego uzyska─ç i jak j─ů spo┼╝ytkowa─ç. Je┼╝eli ma to by─ç uk┼éad pokazowy, to mo┼╝esz nie przejmowa─ç si─Ö poborem mocy samego sterownika. Przemy┼Ťl te┼╝ sam pokaz lub prezentacj─Ö. Czy wystarcz─ů wyniki pomiar├│w z pola? Mo┼╝na w prosty spos├│b zrobi─ç symulator baterii s┼éonecznej tj. uk┼éad zachowuj─ůcy si─Ö zupe┼énie jak lepiej lub gorzej o┼Ťwietlana tafla krzemu. To bardzo pomaga w pracach nad algorytmami MPPT i w og├│le nad takimi s┼éonecznymi wynalazkami. Reguluj─ůc ga┼ék─ů jak na d┼éoni wtedy wida─ç zachowania algorytmu. No ale to ju┼╝ gdy w og├│le co┼Ť dzia┼éa..

"W┼éa┼Ťnie, ogniwo i akumulator mo┼╝e jaki┼Ť polecasz?"

Niczego na razie nie polecam. Poczytaj, przemy┼Ťl samodzielnie. Jak to m├│wi─ů: o sukcesach meldowa─ç, problemy rozwi─ůzywa─ç we w┼éasnym zakresie.. To ┼╝art. Jakby co pytaj, ale bardziej szczeg├│┼éowo. Wiedz─Ö og├│ln─ů musisz sam zdoby─ç.

EDIT:

Tak sobie jeszcze pomy┼Ťla┼éem, ┼╝e skoro chcesz robi─ç MPPT, to mo┼╝e wcale nie musisz budowa─ç ┼éadowarki? To jest nadinterpretacja tematu, powa┼╝nie go rozszerzaj─ůca. Mo┼╝e wystarczy po prostu zrobi─ç przetwornic─Ö DCDC maksymalizuj─ůc─ů moc "wysysan─ů" z dowolnego ┼║r├│d┼éa, np. zasilacza z ograniczeniem pr─ůdowym lub nawet i symulatora baterii s┼éonecznej. Je┼Ťli procesor tym steruj─ůcy b─Ödzie pokazywa┼é na bie┼╝─ůco parametry wej┼Ťciowe i moc wyj┼Ťciow─ů (wydzielan─ů np. na oporniku obci─ů┼╝enia), b─Ödzie to doskona┼éa prezentacja MPPT a obejdzie si─Ö bez algorytm├│w ┼éadowania. Odpadnie ponad po┼éowa roboty plus koszt baterii s┼éonecznej, akumulatora itd. Zawsze mo┼╝na to potraktowa─ç jako pierwszy etap rozwoju projektu.

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites
Zarejestruj si─Ö lub zaloguj, aby ukry─ç t─Ö reklam─Ö.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Szukasz producenta PCB? Sprawd┼║ firm─Ö JLCPCB. Dlaczego warto?
┬á┬á ÔÇó Prototypy PCB 2-warstwowe za 2$ (gotowe w 24 godziny)
┬á┬á ÔÇó Prototypy PCB 4-warstwowe za 5$
┬á┬á ÔÇó Monta┼╝ SMT od 7$
┬á┬á ÔÇó Produkcja w profesjonalnej fabryce (zobacz film)
Sprawd┼║ te┼╝ ┬╗ Jak powstaje PCB? Wycieczka po fabryce

Oj dopiero teraz przeczyta┼éem tw├│j Edit i w sumie to masz racj─Ö. Sam my┼Ťla┼éem jak to p├│┼║niej wszystko przetransportuj─Ö na uczelnie, panel s┼éoneczny, akumulator itp. My┼Ťla┼éem czy by nie mo┼╝na tego by┼éo przetestowa─ç np zasilaczem laboratoryjnym bo pewnie tam w instytucie maj─ů taki, a na wyj┼Ťciu np ┼╝ar├│wka albo opornik jaki┼Ť.

Do tej pory mia┼éem par─Ö innych projekt├│w i zalicze┼ä i dopiero teraz przysiadam do tego. Troch─Ö posymulowa┼éem w LTSpice moje przetwornice typu Buck, zasilane na sta┼ée 18V (takie przyj─ů┼éem sobie na pocz─ůtek napi─Öcie z paneli), a jako obci─ů┼╝enie w┼éa┼Ťnie zwyk┼éy rezystor. Jednak mam 2 problemy:

Pierwszy jest taki, ┼╝e musz─Ö znale┼║─ç mosfet, kt├│ry jest w pe┼éni otwarty przy napi─Öciu na bramce 5V (domy┼Ťlnie z Arduino). Poczyta┼éem, ┼╝e to musi by─ç Logical MOSFET czy co┼Ť takiego z Vgs(thr) na poziomie 1v-2v.

Druga sprawa to taka, ┼╝e Arduino mo┼╝e chyba da─ç PWM tylko 500Hz i na wykresach w spice to nie wygl─ůda zbyt doskonale...

Próbowałem teraz symulacji z NE555 ale muszę chyba więcej o tym poczytać bo nie jestem pewien czy z NE555 da się zrobić MPPT.

Wiesz mo┼╝e jak szuka─ç tranzystor├│w? Bo na chwil─Ö obecn─ů to szukam po omacku sprawdzaj─ůc noty katalogowe. Wiem, ┼╝e jak s─ů np IRF to jak jest dodana do niego literka "L" to jest typ Logical ale te┼╝ chyba nie we wszystkich.

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Robienie przetwornicy na <1kHz to pora┼╝ka ju┼╝ na starcie. Procesor Arduino mo┼╝e wygenerowa─ç bez problemu ponad 60kHz:

16MHz/256 = 62500Hz

i masz 8-bitowy, sprz─Ötowy PWM np. z timera 2 na wyj┼Ťciu OC2. To te┼╝ nie jest jako┼Ť wysoko, ale ju┼╝ da si─Ö co┼Ť zrobi─ç. Moje MPPT jako┼Ť tak w┼éa┼Ťnie dzia┼éa┼éo ­čÖé

Tranzystory? Do┼Ťwiadczenie lub poszukiwania. Zacz─ů┼ébym raczej od stron producent├│w (np IR czy Fairchild, ST, ON Semi) - tam mog─ů by─ç fajne filtry do wyboru element├│w po parametrach. Bez problemu znajdziesz bardzo dobre tranzystory (np. w SO8 lub tych nowych obudowach bezn├│┼╝kowych typu DFN) pracuj─ůce du┼╝o ni┼╝ej ni┼╝ 5V. Szukaj te┼╝ na stronach "dobrych" sklep├│w (TME?) - tam te┼╝ maj─ů filtrowanie a przede wszystkim od razu widzisz ile co kosztuje i czy w og├│le jest.

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dobra to poczytam jeszcze o PWM z Arduino, żeby wiedzieć jak to działa dokładnie.

Aha jeszcze co do oblicze┼ä przetwornicy: tam z tego co pami─Ötam z zaj─Ö─ç to dane tranzystora nie s─ů zbyt potrzebne do oblicze┼ä pr─ůd├│w i napi─Ö─ç chyba, czy┼╝ nie? Tam chyba by┼éo potrzebne L, Vin, Vout, f, ti, Ti i chyba tyle...

Teraz je┼╝eli chodzi o dane wyj┼Ťciowe to te┼╝ mam par─Ö pyta┼ä:

-Chc─ůc ┼éadowa─ç jaki┼Ť magazyn energii czyli bateri─Ö lub akumulator to musimy ┼éadowa─ç napi─Öciem r├│wnym lub lekko wy┼╝szym ni┼╝ ogniwa oraz pr─ůdem te┼╝ w granicach znamionowych ogniwa?

-Gdy zwi─Öksza si─Ö wype┼énienie D przy sterowaniu bramk─ů to powinno si─Ö zwi─Öksza─ç napi─Öcie w przetwornicy Buck, a wi─Öc gdy jest do niej pod┼é─ůczone obci─ů┼╝aj─ůce j─ů ogniwo to zamiast napi─Öcia zwi─Öksza si─Ö pr─ůd ┼éadowania zamiast napi─Öcia?

-Pomy┼Ťle─ç jeszcze o jaki┼Ť zabezpieczeniach?

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites
Chc─ůc ┼éadowa─ç jaki┼Ť magazyn energii czyli bateri─Ö lub akumulator to musimy ┼éadowa─ç napi─Öciem r├│wnym lub lekko wy┼╝szym ni┼╝ ogniwa oraz pr─ůdem te┼╝ w granicach znamionowych ogniwa?

No ┼╝eby w uk┼éadzie pop┼éyn─ů┼é jakikolwiek pr─ůd, to musisz wprowadzi─ç r├│┼╝nic─Ö potencja┼é├│w ­čśë

Poczytaj o ┼éadowaniu CC-CV, ono odpowiada te┼╝ na Twoje drugie pytanie (kt├│re nie do ko┼äca rozumiem, ale domy┼Ťlam si─Ö o co chodzi).

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Tak, zwi─Ökszaj─ůc D zwi─Ökszasz liniowo napi─Öcie wyj┼Ťciowe. W praktyce dochodz─ů nieliniowo┼Ťci zwi─ůzane z prac─ů tranzystora i diody wyj┼Ťciowej (ew. prostownika synchronicznego).

Akumulator potraktuj jak ┼║r├│d┼éo napi─Öcia (s.e.m.) z szeregow─ů rezystancj─ů wewn─Ötrzn─ů. Wielko┼Ť─ç sem ro┼Ťnie w trakcie procesu ┼éadowania (to jest napi─Öcie mierzone woltomierzem na niepod┼é─ůczonych ko┼äc├│wkach aku) a Rw maleje. W danym punkcie pracy masz to jednak w miar─Ö sta┼ée, np. niezbyt wy┼╝y┼éowany LiPol 2S 1Ah mo┼╝e mie─ç w jakiej┼Ť chwili powiedzmy 7.1V i 80m╬ę. Gdy zwi─Ökszysz napi─Öcie na jego zaciskach o 100mV to pop┼éynie 1.25A wi─Öcej pr─ůdu ┼éadowania - to raczej tego typu zale┼╝no┼Ťci. Oczywi┼Ťcie w ┼éadowarce nie robisz tego w ten spos├│b, program musi na bie┼╝─ůco mierzy─ç pr─ůd i tak dopasowywa─ç D przetwornicy by spe┼énia─ç za┼éo┼╝enia/ograniczenia algorytmu ┼éadowania.

Je┼Ťli to LiPol, to jak napisa┼é Lukaszm, masz dwie fazy: CI i CV. W pierwszej starasz si─Ö utrzymywa─ç sta┼éy pr─ůd a raczej nie przekracza─ç zadanego. Jego zmniejszanie nie spowoduje niczego z┼éego opr├│cz wyd┼éu┼╝enia czasu ┼éadowania, ale zwi─Ökszenie (ponad zadan─ů przez rozumnego u┼╝ytkownika warto┼Ť─ç opisan─ů przez producenta aku) mo┼╝e spowodowa─ç przekroczenie krytycznej pr─Ödko┼Ťci zamiany energii elektrycznej na chemiczn─ů, rozpocz─Öcie grzania akumulatora i np. wybuch. W tym czasie napi─Öcie aku ro┼Ťnie nieliniowo (to nie kondensator) a┼╝ do dojdzie do maksymalnego dla danej konfiguracji, np. dla LiPoli to 4.2V/ogniwo. Wtedy zaczyna si─Ö faza CV gdzie jest pro┼Ťciej: ┼éadowarka utrzymuje sta┼ée napi─Öcie (czyli 8.4V dla 2S) i czeka a┼╝ pr─ůd sam opadnie do jakiej┼Ť warto┼Ťci uznawanej za ko┼äcow─ů, np. do 10 czy 20% warto┼Ťci stabilizowanej w fazie CI. Z reszt─ů jeden rzut oka na wykres powie wi─Öcej ni┼╝ ca┼ée to moje pisanie:

http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries

W uk┼éadzie gdzie masz jednoczesne ┼éadowanie i roz┼éadowywanie aku przez obci─ů┼╝enie, kluczowa jest kontrola pr─ůdu akumulatora a nie tego wyp┼éywaj─ůcego z przetwornicy, bo jego cz─Ö┼Ť─ç b─Ödzie bezpo┼Ťrednio przep┼éywa┼éa do obci─ů┼╝enia. To pr─ůd p┼éyn─ůcy przez doprowadzenia akumulatora jest wa┼╝ny dla algorytmu ┼éadowania. Na szcz─Ö┼Ťcie Lipole podobnie jak kwasowe Pb (w odr├│┼╝nieniu od NiMH-├│w) s─ů wr─Öcz stworzone do takiego trybu pracy. Tutaj po prostu mierzysz napi─Öcie akumulatora i nie pozwalasz mu podskoczy─ç powy┼╝ej progu 4.2V/ogniwo. Je┼╝eli jego napi─Öcie jest mniejsze, pompujesz w akumulator tyle pr─ůdu by nie przekroczy─ç maksymalnej warto┼Ťci nastawionej dla fazy CI. Nie musisz si─Ö martwi─ç ┼╝adnymi efektami pami─Öciowymi, przyrostami napi─Öcia w czasie itp.

Pomiar pr─ůdu obci─ů┼╝enia jest tylko mi┼éym dodatkiem pozwalaj─ůcym na bie┼╝─ůco ocenia─ç bilans energetyczny i np. szacowa─ç na ile jeszcze czasu starczy pojemno┼Ťci przy takim poborze i takich warunkach ┼éadowania.

--------------------------

EDIT: W przypadku gdy ┼║r├│d┼éem jest co┼Ť takiego jak bateria s┼éoneczna, dochodzi jeszcze ograniczenie mocy tego ┼║r├│d┼éa. W zale┼╝no┼Ťci od tego jak dobierzesz t─Ö moc (czyli powierzchni─Ö ogniwa) w stosunku do wielko┼Ťci akumulatora (czyli jego maksymalnej mocy ┼éadowania) oraz w w zale┼╝no┼Ťci od stanu akumulatora mo┼╝e si─Ö okaza─ç, ┼╝e:

1. Aktualnie dost─Öpna moc ┼║r├│d┼éa jest mniejsza ni┼╝ aktualne ograniczenia akumulatora. Wtedy u┼╝ywasz MPPT po stronie wej┼Ťcia by wyssa─ç jak najwi─Öcej ze S┼éo┼äca a po drugiej stornie ca┼é─ů t─Ö moc przeznaczasz na ┼éadowanie.

2. Aktualnie dost─Öpna moc ┼║r├│d┼éa jest wi─Öksza ni┼╝ aktualne ograniczenia akumulatora. Wtedy wy┼é─ůczasz MPPT na wej┼Ťciu bo nijak tej mocy nie spo┼╝ytkujesz (no mo┼╝esz j─ů wytraca─ç np. na jakim┼Ť oporniku ale to bez sensu) i pobierasz tylko tyle ile mo┼╝esz wpompowa─ç do akumulatora.

W obu przypadkach pisz─Ö "aktualne" bo jedno i drugie si─Ö zmienia. Moc wej┼Ťciowa jest w oczywisty spos├│b zale┼╝na od nas┼éonecznienia. Moc ┼éadowania najwi─Öksza jest pod koniec fazy CI, gdzie pr─ůd jest wci─ů┼╝ jeszcze maksymalny a napi─Öcie dochodzi do 4.2V na ogniwo. W ka┼╝dym innym stanie akumulatora moc ┼éadowania (iloczyn U*I) b─Ödzie mniejszy.

W przypadku pracy z r├│wnolegle w┼é─ůczonym obci─ů┼╝eniem dochodzi kolejny stopie┼ä swobody: mierzony pr─ůd akumulatora nie jest jedyn─ů moc─ů wypuszczan─ů na wyj┼Ťcie. Na szcz─Ö┼Ťcie nie wp┼éywa to na prac─Ö algorytm├│w. Zwi─Ökszone zapotrzebowanie na moc obci─ů┼╝enia b─Ödzie widoczne jak spadek pr─ůdu ┼éadowania. Modu┼é ┼éadowarki chc─ůc utrzyma─ç go na niezmienionym poziomie za┼╝─ůda wi─Öcej mocy z wej┼Ťcia i albo obije si─Ö o sufit (czyli za┼é─ůczenie algorytmu MPPT) albo j─ů dostanie.

Przemy┼Ťl to jak wygl─ůda bilans mocy oraz jak i jakie informacje powinny przep┼éywa─ç mi─Ödzy blokiem nadzoruj─ůcym wej┼Ťcie a blokiem kontroluj─ůcym ┼éadowark─Ö.

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

PIERWSZA AKTUALIZACJA

Jako, ┼╝e wcze┼Ťniej by┼éy tylko pytania to zrobi─Ö teraz aktualizacj─Ö tego co zrobi┼éem.

Taki oto schemat podstawowy samej przetwornicy. Dobrałem prawie wszystkie rzeczy oprócz kondensatorów.

Kondensatory planuj─Ö dobra─ç po symulacji, my┼Ťl─Ö, ┼╝e to b─Öd─ů dwa: elektrolityczny i ceramiczny.

Dodatkowo my┼Ťl─Ö czy by nie da─ç kondensatora na wej┼Ťciu, mosfeta lub przeka┼║nika na wyj┼Ťciu (od┼é─ůczaj─ůcego modu┼é od akumulatora) oraz transoptor├│w oddzielaj─ůcych uC od reszty.

Co do samej symulacji to wygl─ůda ona okropnie, nie wiesz czy nie robi─Ö czego┼Ť ┼║le. Steruj─ůc tranzystorem musz─Ö mu dawa─ç na bramk─Ö napi─Öcie min 10V, ┼╝eby by┼éo co┼Ť w og├│le wida─ç, a nawet przy D w granicach 90% i Ug 15V napi─Öcie wyj┼Ťciowe wychodzi 9V~ :/ Zgodnie z zasad─ů Uwyj=Uwej*D powinno by─ç co innego...

Innymi słowy, jeżeli chodzi o symulacje to jestem zablokowany... Wklejam też screen z LTSpice:

Oczywi┼Ťcie tranzystory i dioda dobrane inne bo moich nie ma w bibliotece.

EDIT:

Zerowanie bramki tranzystora by┼éo tak pod┼é─ůczone na zaj─Öciach jakie mia┼éem z Elektroniki Przemys┼éowej. W sumie nie widzia┼éem zbytniej r├│┼╝nicy mi─Ödzy tym, a pod┼é─ůczeniem do GND.

Jutro planuj─Ö zam├│wienie ju┼╝ niekt├│rych cz─Ö┼Ťci bo w sumie to terminy mnie goni─ů z tym projektem ­čś│

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Kilka rzeczy narzucaj─ůcych si─Ö od pierwszego wejrzenia:

1. W topologii buck sterowanie bramk─ů klucza nie jest trywialne. Zauwa┼╝, ┼╝e kana┼é tranzystora jest zawieszony na wysokim (i lekko nieznanym napi─Öciu) a to wzgl─Ödem niego tranzystor musi wiedzie─ç sterowanie. Tak wi─Öc musisz zrobi─ç driver daj─ůcy przebieg 0..+10V wzgl─Ödem napi─Öcia wej┼Ťciowego. Wybra┼ée┼Ť wysokie napiecie a to zawsze utrudnia takie uk┼éady. Mo┼╝e warto spu┼Ťci─ç z tonu (bateria ok 5V, akumulator 1S, moce kilka Wat├│w? A mo┼╝e jaki┼Ť uk┼éad bootstrap lub gotowy driver? Przemy┼Ťl to. Tak czy tak do sterowania bramki NMOSa w tej topologii musisz dysponowa─ç napi─Öciem wy┼╝szym ni┼╝ napi─Öcie prze┼é─ůczane. W przypadku PMOSa by┼éoby ┼éatwiej, nieprawda┼╝?

2. Przetwornica buck dzia┼éa najfajniej gdy pracuje w okolicach 50%. Wtedy obci─ů┼╝enia klucza, cewki i diody s─ů mniej wi─Öcej symetryczne i masz najwi─Öksze zakresy regulacji D w ka┼╝d─ů stron─Ö. To oznacza tak┼╝e, ┼╝e Uin = 2*Uout a wi─Öc maj─ůc akumulator 2S idea┼éem by┼éaby w Twoim przypadku jedna bateria s┼éoneczna 17V lub dwie (lub ile┼Ťtam) r├│wnolegle.

3. Zastan├│w si─Ö jak wygl─ůda przetwornica patrz─ůc z punktu widzenia baterii s┼éonecznej. Przecie┼╝ jest to (w obecnej formie) czysty tranzystor pobieraj─ůcy wszystko albo nic. Jak chcesz chocia┼╝ w przybli┼╝eniu udawa─ç tu MPPT? Baterii s┼éonecznej nie obchodzi ┼Ťredni pr─ůd za jaki┼Ť czas tylko chwilowy. A Ty b─Ödziesz tu w ka┼╝dym cyklu przetwornicy je┼║dzi┼é z punktem pracy baterii od 0A do jakiego┼Ť maxa. Nie ma mowy o utrzymywaniu jakiego┼Ť sta┼éego obci─ů┼╝enia i poprawnej pracy algorytmu.

4. Je┼╝eli chcesz wiedzie─ç jak to co wymy┼Ťli┼ée┼Ť zadzia┼éa w symulacji, zr├│b przede wszystkim model baterii s┼éonecznej. Nie, to nie jest ┼║r├│d┼éo napi─Öciowe o niesko┼äczenie ma┼éej Rwewn jak pr├│bujesz sobie to wm├│wi─ç:

a. We┼║ ┼║r├│d┼éo pr─ůdowe, postaw je na masie, ko┼äc├│wk─ů z kt├│rej pr─ůdy wyp┼éywa do g├│ry czyli tak jakby pompowa┼éo pr─ůd w g├│r─Ö zasysaj─ůc go z masy.

b. Utw├│rz stos powiedzmy 22 diod krzemowych odpowiedniej mocy (np. 1N4004 dla pr─ůd├│w do 1-2A) po┼é─ůczonych szeregowo, stoj─ůcych katod─ů na masie. To jest Twoja bateria s┼éoneczna, bo tak wygl─ůda ona naprawd─Ö. Przecie┼╝ to zestaw o┼Ťwietlanych diodek. Nigdy nie da wi─Öcej napi─Öcia, bo ka┼╝da dioda zaczyna przewodzi─ç gdy wyprodukuje sobie wi─Öcej ni┼╝ 0.6V.

c. Teraz pod┼é─ůcz woln─ů ko┼äc├│wk─Ö ┼║r├│d┼éa pr─ůdowego do anody stosu. W tym miejscu dostaniesz napi─Öcie, ok. N x 0.7V - to jest wyj┼Ťcie z baterii s┼éonecznej a pr─ůd ┼║r├│d┼éa jest pr─ůdem baterii w punkcie MPPT. O┼Ťwietlona bateria s┼éoneczna i tak generuje pr─ůd niezale┼╝nie czy go z niej pobierasz czy nie. Dlatego masz tu ┼║r├│d┼éo pr─ůdowe udaj─ůce S┼éo┼äce. Wysysaj─ůc coraz wi─Öcej pr─ůdu z baterii "zabierasz" go (foto)diodom z panelu. Popr├│buj jak to dzia┼éa pod┼é─ůczaj─ůc r├│┼╝ne obci─ů┼╝enia lub zdejmuj─ůc ch-k─Ö U=f(I). Takie co┼Ť zachowuje si─Ö jak "mi─Ökki" zasilacz z ograniczeniem pr─ůdowym. Dopiero maj─ůc taki model mo┼╝esz zacz─ů─ç testowa─ç swoj─ů przetwornic─Ö. Je┼╝eli obci─ů┼╝ysz to za bardzo, po przekroczeniu progu ustawionego pr─ůdem ┼║r├│d┼éa (czyli aktualnym S┼éo┼äcem) napi─Öcie zdycha prawie pod razu do zera.

5. Dwa panele po 10W dadz─ů przy 35V napi─Öcia nieca┼éy amper. Po co Ci elementy na 17 lub 30A i 600V? Napi─Öcie przewodzenia diody jest w tym uk┼éadzie czyst─ů strat─ů. Zamiast diody krzemowej u┼╝yj jakiej┼Ť niedu┼╝ej diody Schottky'ego np. 30BQ100 itp. Od razu masz dwa razy mniejsze Uf przy tym samym pr─ůdzie i jest szybka za darmo.

Główne problemy:

- sterowanie bramk─ů (je┼╝eli masz z tym problemy, mo┼╝e pomy┼Ťl o innej topologii, np. SEPIC - tam klucz stoi na masie no i pr─ůd wej┼Ťciowy jest ┼éagodniejszy)

- zapewnienie pracy baterii s┼éonecznej w jednym punkcie czyli wyg┼éadzenie pr─ůdu wej┼Ťciowego przetwornicy (kondensatory + d┼éawik? SEPIC? boost?),
- hm, og├│lny brak do┼Ťwiadczenia.

Robisz w ko┼äcu ┼éadowark─Ö czy tylko eksperymentaln─ů przetwornic─Ö MPPT?

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Schemat:

Wypełnienie D=18%

Wypełnienie D=93%

Wypełnienie D=48%

Dobrze to zrobiłem?

Teraz tak, r├│┼╝nica potencja┼é├│w na wej┼Ťciu baterii daje 200mV, dziel─ůc to przez rezystancj─Ö wewn─Ötrzn─ů dostaj─Ö 1A. Tylko, ┼╝e napi─Öcie na wyj┼Ťciu si─Ö nie zmienia zale┼╝nie od wype┼énienia D, chyba, ┼╝e zmiany s─ů tak ma┼ée, ┼╝e ich nie wida─ç (?)...

EDIT:

Co┼Ť tu jest jeszcze nie tak bo przez przetwornice p┼éynie pr─ůd przy wy┼é─ůczonym kluczu :<

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Przemy┼Ťl jeszcze raz sterowanie bramki. Tranzystor P jest za┼é─ůczany minusem wzgl─Ödem swojego ┼║r├│d┼éa. Je┼╝eli powiesi┼ée┼Ť je na +17V to jakim cudem tranzystor ma si─Ö zamyka─ç, skoro przy sterowaniu 0..+5V wzgl─Ödem masy jego bramka naprawd─Ö widzi albo -17V albo -12V. Oba te napi─Öcia za┼é─ůczaj─ů go doskonale.

We┼║ si─Ö skup troch─Ö, mniej symulacji a wi─Öcej prawdziwego my┼Ťlenia. I rozs─ůdniej oceniaj wyniki. Najpierw sam je ogl─ůdaj na wszystkie strony i dopiero gdy jeste┼Ť pewien, wrzucaj tutaj. A przede wszystkim: zawsze staraj si─Ö wiedzie─ç co powinno wyj┼Ť─ç z symulacji i czego oczekujesz. To Ty masz wiedzie─ç z g├│ry, jakie przebiegi powinny si─Ö pojawi─ç. Symulator nie jest magicznym pude┼ékiem sprawiaj─ůcym, ┼╝e ka┼╝dy uk┼éad nagle dzia┼éa. Zanim w og├│le usi─ůdziesz do komputera narysuj sobie kilka wariant├│w na kartce i na spokojnie przemy┼Ťl czy i kt├│ry uk┼éad ma szans─Ö dzia┼éa─ç. To troch─Ö jak jazda samochodem: nigdy nie b─Ödziesz dobrym kierowc─ů gdy ka┼╝da reakcja pojazdu b─Ödzie Ci─Ö zaskakiwa─ç.

Wskaz├│wka: do cel├│w symulacji mo┼╝esz dowolnie w┼é─ůcza─ç ┼║r├│d┼éa. Np. Twoje PULSE mo┼╝esz zaczepi─ç bezpo┼Ťrednio mi─Ödzy bramk─Ö a ┼║r├│d┼éo MOSFETa (z odpowiedni─ů polaryzacj─ů oczywi┼Ťcie). To nie ma nic wsp├│lnego z prawdziwym uk┼éadem, ale pozwoli na szybko sprawdzi─ç koncepcj─Ö.

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Teraz dopiero Ty mnie nauczy┼ée┼Ť, ┼╝e baza musi mie─ç napi─Öcie wzgl─Ödem ┼║r├│d┼éa tranzystora, a nie wzgl─Ödem GND, dzi─Öki ­čśő

Czyli wychodzi na to, ┼╝e m├│j p-mosfet musi mie─ç baz─Ö zawieszon─ů non-stop na 15V (w symulacji tak jest dobrze). Teraz pytanie jak takie napi─Öcie uzyska─ç? Stabilizatorem to bym potrzebowa┼é jeszcze wi─Ökszego napi─Öcia do dzia┼éania stabilizatora... Jeszcze do tego wypada┼éoby zasili─ç Arduino... Jak Ty robi┼ée┼Ť takie sterownik to zasila┼ée┼Ť go zasilaczem czy zasilany by┼é z tego ca┼éego uk┼éadu ogniw i baterii?

Pr├│bowa┼éem symulacj─Ö, ┼╝e bramk─Ö stawiam na + panelu ale to lipa si─Ö robi jak panel nie daje napi─Öcia wtedy pr─ůd leci w drug─ů stron─Ö :<

Dodatkowo, sygna┼é GND na baz─Ö klucza za┼é─ůcza─ç tranzystorem bipolarnym czy lepiej transoptorem?

Na wej┼Ťcie i wyj┼Ťcie da─ç bezpieczniki szeregowo i diody transil r├│wnolegle?

Panel fotowoltaiczny to b─Ödzie 20W z tme, bateria 2S 7.4V. Tak na pocz─ůtek zrobi─Ö.

Dzi┼Ť by┼éem zaktualizowa─ç m├│j projekt u prowadz─ůcego i powiedzia┼é ┼╝ebym przemy┼Ťla┼é pomiar napi─Öcia i pr─ůdu jakim┼Ť przetwornikiem a/c bo m├│wi, ┼╝e ten z arduino, jeszcze poprzez dzielnik napi─Öcia jest do kitu. Pewnie mu chodzi┼éo o jaki┼Ť 12bitowy ┼╝eby zwi─Ökszy─ç rozdzielczo┼Ť─ç ale nie jestem pewien...

Dodatkowy problem jest taki, ┼╝e pr─ůd przy rozruchu jest bardzo wysoki, podzespo┼éy wytrzymaj─ů takie co┼Ť? Mo┼╝e by programowo zrobi─ç rozruch przy bardzo niskim wype┼énieniu D (bo wyst─Öpuj─Ö taki tylko przy wysokim D)?

Pozdrawiam i ┼╝ycz─Ö mi┼éego weekendu ­čÖé

1209463185_Screenshot2018-01-1221-34-27.thumb.jpg.32c80bbd2af97efd3675b8394505f757.jpg

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites

Widz─ůc Twoje problemy radz─Ö Ci: upro┼Ť─ç wszystko do granic mo┼╝liwo┼Ťci. Nie zrobisz dobrego projektu pr├│buj─ůc wszystkiego po trochu i ucz─ůc si─Ö na bie┼╝─ůco. Doceniam Twoje zaanga┼╝owanie, ale ani nie masz do┼Ťwiadczenia w elektronice ani w uk┼éadach sterowania i regulacji. Radz─Ö co nast─Öpuje:

1. Zapomnij o ┼éadowarce. Zr├│b model uk┼éadu MPPT wsp├│┼épracuj─ůcy z modelem s┼éabego ┼║r├│d┼éa np baterii s┼éonecznej i modelem obci─ů┼╝enia. Przecie┼╝ z prawdziw─ů bateri─ů ani sobie nie poeksperymentujesz bo jest zima i S┼éo┼äca jak na lekarstwo ani te┼╝ nie zrobisz dobrej prezentacji bo nikt Ci na mr├│z nie wyjdzie by ogl─ůda─ç jakie┼Ť cyferki. Nie m├│wi─ůc o pochmurnym dniu.

2. Skoro model, to:

a. Zasilaj to z osobnego zasilacza. Odpadaj─ů problemy z oszcz─Ödzaniem energii, warunkami startu systemu itp

b. We┼║ zasilacz 12V. To napi─Öcie wykorzystaj do zasilania prostego drivera bramki a przez jakikolwiek stabilizator zr├│b sobie 5V lub we┼║ gotow─ů p┼éyteczk─Ö Arduino Nano Pro zawieraj─ůc─ů jedynie procesor mega328 16MHz (wersja 5V) i uk┼éad zasilania. To koszt rz─Ödu 12zl i masz ju┼╝ j─ůdro projektu.

c. We┼║ dobrego NMOSa (0.05╬ę @4V) i steruj go z taniego drivera rozpi─Ötego mi─Ödzy 0 a 12V. Je┼╝eli napi─Öcie wej┼Ťciowe nie przekroczy 5-6V, b─Ödzie OK.

d. Z tego powodu za┼é├│┼╝ sobie typowe ma┼ée ogniwko s┼éoneczne 5-6V. Jest takich pe┼éno, bo pasuj─ů wprost do ┼éadowania gad┼╝et├│w przez z┼é─ůcze USB. Mo┼╝esz nawet je kupi─ç dla satysfakcji i kiedy┼Ť to w lecie pod┼é─ůczy─ç.

e. Oczywi┼Ťcie baterii s┼éonecznej nie b─Ödzie wi─Öc z┼é├│┼╝ j─ů z diodek 1N4001 i zasilacza laboratoryjnego z ograniczeniem pr─ůdowym jak robi┼ée┼Ť to w symulacji. Osiem diodek i zasilacz ustawiony np. na 10V/0.3A za┼éatwi spraw─Ö. W czasie test├│w mo┼╝esz dowolnie regulowa─ç pr─ůd (a wi─Öc i nas┼éonecznienie) ga┼ék─ů co jest magawygodne do uruchamiania i obserwacji zachowa┼ä algorytmu MPPT.

f. Mierz napi─Öcie wej┼Ťciowe i wyj┼Ťciowe prostymi dzielnikami z kondensatorem na samym wej┼Ťciu ADC.

g. Pr─ůd wej┼Ťciowy i wyj┼Ťciowy mierz dwoma rezystorami szeregowymi i jakimi┼Ť wzmacniaczami pomiarowymi lub nawet uk┼éadem opamp+tranzystor czyli czym┼Ť co zamienia "p┼éywaj─ůce" napi─Öcie r├│┼╝nicowe na napi─Öcie odniesione do masy - tego potrzebuje Tw├│j ADC.

h. Wstaw obci─ů┼╝enie rezystorowe czyli np. opornik 4.7╬ę/5W. To "zapewni" napi─Öcie wyj┼Ťciowe rz─Ödu 2.5V przy pr─ůdzie 0.5A i wystarczaj─ůco du┼╝─ů odporno┼Ť─ç na ciep┼éo.

i. Napisz program mierz─ůcy wszystkie parametry, robi─ůcy MPPT i wy┼Ťwietlaj─ůcy aktualne wyniki np. na porcie szeregowym. Masz wi─Öc dwa pr─ůdy, dwa napi─Öcia, dwie moce, aktualne D przetwornicy i ostatni─ů decyzj─Ö algorytmu MPPT. Maj─ůc dzia┼éaj─ůce Arduino Pro to robota na dwa wieczory.

j. Koniec.

3. ┼╗adnych zewn─Ötrznych przetwornik├│w. Widz─ůc Twoje problemy nie masz szans uzyska─ç w projektowanym uk┼éadzie impulsowym precyzji wi─Ökszej jak 8-9 bit├│w wi─Öc stosowanie ADC nawet 12-bitowych jest bez sensu. Nie b─Ödziesz umia┼é w sensownym czasie ani zsynchronizowa─ç pomiar├│w do pracy przetwornicy, ani dobrze obrobi─ç wyniki ADC. Szkoda zachodu.

Zr├│b to wszystko je┼Ťli jeszcze nie jest za p├│┼║no, nie kupi┼ée┼Ť ju┼╝ element├│w i masz troch─Ö instynktu samozachowawczego.

Udost─Öpnij ten post


Link to post
Share on other sites
Zarejestruj si─Ö lub zaloguj, aby ukry─ç t─Ö reklam─Ö.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i monta┼╝ PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
┬á┬á ÔÇó Darmowe p┼éytki dla studentów i projektów non-profit
┬á┬á ÔÇó Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
┬á┬á ÔÇó Us┼éuga projektowania PCB na zlecenie
┬á┬á ÔÇó Monta┼╝ PCB od 30$ + bezp┼éatna dostawa i szablony
┬á┬á ÔÇó Darmowe narz─Ödzie do podgl─ůdu plików Gerber
Zobacz r├│wnie┼╝ ┬╗ Film z fabryki PCBWay

Do┼é─ůcz do dyskusji, napisz odpowied┼║!

Je┼Ťli masz ju┼╝ konto to zaloguj si─Ö teraz, aby opublikowa─ç wiadomo┼Ť─ç jako Ty. Mo┼╝esz te┼╝ napisa─ç teraz i zarejestrowa─ç si─Ö p├│┼║niej.
Uwaga: wgrywanie zdj─Ö─ç i za┼é─ůcznik├│w dost─Öpne jest po zalogowaniu!

Anonim
Do┼é─ůcz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisa─ç...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywr├│─ç formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Tw├│j link b─Ödzie automatycznie osadzony.   Wy┼Ťwietla─ç jako link

×   Twoja poprzednia zawarto┼Ť─ç zosta┼éa przywr├│cona.   Wyczy┼Ť─ç edytor

×   Nie mo┼╝esz wklei─ç zdj─Ö─ç bezpo┼Ťrednio. Prze┼Ťlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utw├│rz nowe...