Článek vysvětluje obvod hybridního solárního a větrného akumulátoru se dvěma vstupy využívající levné a běžné komponenty.

Nápad byl požadován jedním ze zúčastněných členů tohoto blogu.

Technické specifikace

Dobré odpoledne, pane, navrhuji „obvod regulátoru sklizně sluneční a větrné energie“, který má dva vstupy a jeden výstup.
FV panel (0-21 V DC) a druhý vstup je větrná turbína (15 V DC).
Obvod musí být navržen pro nabíjení 12V baterie. výstupní proud dodávaný do nabité baterie nesmí dodávat více než 3,5 A.
Moje skupina a já jsme dostali několik obvodů z internetu a simulovali je pomocí pspice, žádný z nich nám nedává výstupní proud 3,5 A. prosím, pane, můžete nám prosím pomoci s příklady obvodů, které můžeme použít.

Design

V jednom ze svých předchozích příspěvků jsem představil podobný koncept, který umožňoval nabíjení baterie ze dvou zdrojů energie, jako je vítr a slunce, současně a bez nutnosti jakéhokoli ručního zásahu.

Výše uvedený design je založen na konceptu PWM, a proto by mohl být trochu složitý a obtížně optimalizovatelný pro laika nebo nového fanda.

Zde představený obvod nabízí přesně stejné funkce, to znamená, že umožňuje nabíjení baterie ze dvou různých zdrojů, přičemž design je extrémně jednoduchý, efektivní, levný a bezproblémový.

Rozumíme obvodu podrobně pomocí následujícího vysvětlení:

Kruhový diagram

Obrázek výše ukazuje navrhovaný solární, větrný twin hybridní nabíjecí obvod baterií, využívající velmi běžné komponenty, jako jsou operační zesilovače a tranzistory.

Vidíme, že jsou použity dva přesně podobné stupně operační zesilovače, jeden na levé straně baterie a druhý na pravé straně baterie.

Stupeň zesilovače na levé straně je odpovědný za přijímání a regulaci zdroje větrné energie, zatímco stupeň na zesilovači na pravé straně zpracovává solární elektřinu pro nabíjení jedné společné baterie uprostřed.

Ačkoli dvě fáze vypadají podobně, režimy regulace se liší. Obvod regulátoru větrné energie reguluje větrnou energii posunováním nebo zkratováním přebytečné energie na zem, zatímco stupeň solárního procesoru dělá totéž, ale řezáním přebytečné energie místo posunu.

Výše vysvětlené dva režimy jsou zásadní, protože u větrných generátorů, které jsou v zásadě alternátory, je třeba přebytečnou energii posunout a neodříznout, aby mohla být cívka uvnitř chráněna před nadproudem, což také udržuje rychlost alternátoru na řízená sazba.

To znamená, že koncept lze také implementovat v aplikacích ELC taky.

Jak je operační zesilovač nakonfigurován tak, aby fungoval

Nyní prozkoumáme fungování stupňů operační zesilovače prostřednictvím následujících bodů:

The operační zesilovače jsou konfigurovány jako komparátory kde pin # 3 (neinvertující vstup) se používá jako snímací vstup a pin # 2 (invertující vstup) jako referenční vstup.

Rezistory R3 / R4 jsou vybrány tak, aby při požadovaném nabíjecím napětí baterie byl pin # 3 právě vyšší než referenční úroveň pin # 2.

Proto, když je větrná energie aplikována na levý obvod, operační zesilovač sleduje napětí a jakmile se pokusí překročit nastavené prahové napětí, pin # 6 IC jde vysoko, což zase zapne tranzistor T1.

T1 okamžitě zkratuje přebytečnou energii omezující napětí na baterii na požadovaném bezpečném limitu. Tento proces pokračuje nepřetržitě a zajišťuje požadovanou regulaci napětí na svorkách baterie.

Stejnou funkci implementuje také operační zesilovač na straně solárního panelu, avšak zde zavedení T2 zajišťuje, že kdykoli je solární energie vyšší než nastavená prahová hodnota, T2 ji stále vypíná, čímž reguluje dodávku do baterie na stanovenou rychlost, která chrání baterii i panel před neobvyklými neefektivními situacemi.

R4 na obou stranách lze nahradit předvolbou, která usnadňuje snadné nastavení prahové úrovně nabití baterie.

Aktuální fáze řízení

Podle požadavku nesmí proud do baterie překročit 3,5 A. K regulaci je možno vidět samostatný omezovač proudu připojený k zápornému pólu baterie.

Níže zobrazený design však lze použít s proudem až 10 A a pro nabíjení baterie až 100 Ah

Tento návrh lze sestavit pomocí následujícího obvodu:

R2 lze vypočítat podle následujícího vzorce:

R2 = 0,7 / nabíjecí proud
příkon rezistoru = 0,7 x nabíjecí proud

Seznam náhradních dílů pro obvod duální hybridní nabíječky baterií pro sluneční vítr

R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
Z1, Z2 = 3V nebo 4,7V, zenerova dioda 1/2 wattu
C1 = 100uF / 25V
T1, T2 = TIP142,
T3 = BC547
D2 = 1N4007
Červené LED = 2nos
D1 = usměrňovací dioda 10 A nebo Schottkyho dioda
Opamps = LM358 nebo něco podobného

Hybridní nabíjecí obvod s dvojitým stejnosměrným vstupem

Podobný druhý hybridní design níže popisuje jednoduchý nápad, který umožňuje zpracování dvou různých zdrojů stejnosměrných vstupů odvozených z různých obnovitelných zdrojů.

Tento hybridní obvod pro zpracování obnovitelné energie také zahrnuje fázi zesilovače, která účinně zvyšuje napětí pro požadované výstupní operace, jako je nabíjení baterie. Nápad byl požadován jedním ze zainteresovaných čtenářů tohoto blogu.

Technické specifikace

Ahoj, jsem student posledního ročníku inženýrství, potřebuji implementovat vícevstupový chopper (integrovaný převodník buck / buck boost) pro kombinaci dvou stejnosměrných zdrojů (hybridní).
Mám základní model obvodu, můžete mi pomoci navrhnout induktor, hodnoty kondenzátoru a řídicí obvod pro vrtulník. Poslal jsem vám e-mailem návrh obvodu.

Obvodový provoz.

Jak je znázorněno na obrázku, sekce IC555 jsou dva identické obvody PWM umístěné pro napájení sousedního obvodu převodníku s dvojitým vstupním zesilovačem.

Po zapnutí zobrazené konfigurace dojde k následujícím funkcím:

DC1 lze považovat za zdroj vysokého stejnosměrného proudu, například ze solárního panelu.

DC2 lze považovat za nízký stejnosměrný vstupní zdroj, například z generátoru větrné turbíny.

Za předpokladu, že tyto zdroje budou zapnuty, příslušné mosfety začnou vést tato napájecí napětí napříč následujícím obvodem diod / induktor / kapacita v reakci na hradlové PWM.

Vzhledem k tomu, že PWM ze dvou stupňů se mohou potýkat s různými rychlostmi PWM, bude se spínací odezva také lišit v závislosti na výše uvedených rychlostech.

V okamžiku, kdy oba mosfety obdrží kladný impuls, jsou oba vstupy vyhozeny přes induktor, což způsobí vysoké zvýšení proudu připojené zátěže. Diody účinně izolují tok příslušných vstupů směrem k induktoru.

V okamžiku, kdy je horní mosfet ZAPNUTÝ, zatímco spodní mosfet je VYPNUTÝ, se spodní 6A4 stane předpjatým dopředu a umožní induktoru zpětnou cestu v reakci na přepnutí horního mosfetu.
Podobně, když je dolní moset ZAPNUTÝ a horní MOSFET VYPNUTÝ, poskytuje horní 6A4 požadovanou zpáteční cestu pro L1 EMF.

V zásadě tedy lze mosfety zapnout nebo vypnout bez ohledu na jakýkoli druh synchronizace, díky čemuž jsou věci docela snadné a bezpečné. V každém případě by výstupní zatížení dostalo průměrnou (kombinovanou) zamýšlenou energii ze dvou vstupů.

Zavedení 1K rezistoru a diody 1N4007 zajišťuje, že tyto dva mosfety nikdy nedostanou samostatnou logicky vysokou pulzní hranu, i když sestupná hrana se může lišit v závislosti na nastavení příslušných PWM 555 IC.

Pro získání požadovaného zesílení na výstupu bude nutné experimentovat s induktorem L1. Na feritové tyči nebo desce lze použít různý počet závitů 22 SWG super smaltovaného měděného drátu a výstup měřit na požadované napětí.