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MPPT 太阳能充电控制器设计:元器件清单+工作事理+PCB设计_太阳能_电池板

admin 2025-01-24 04:12:00 0

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之后我会在这里和大家分享 DFM可制造性剖析、PCB设计、DFM工具,电路设计等干系的知识,请大家多多指教。

本日给大家分享的是:PCB 项目--利用 LT3652 的 MPPT 太阳能充电掌握器。
(附带项目事理图+项目资料(Gerber )文件哦,记得私信我领取)

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险些每个基于太阳能的系统都有一个与之干系的电池,该电池必须要从太阳能中充电,来自电池的能量用于驱动负载。
但要利用太阳能电池板为电池充电,比较好的选择是 MPPT 或最大功率点跟踪器拓扑,比起 PWM 掌握充电器,这个有更好的精度。

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(图片来自网络侵删)
一、MPPT 太阳能充电掌握器事情事理

MPPT 是太阳能充电器中常用的一种算法,充电掌握器丈量电池板的输出电压和电池电压,通过获取这两个数据,将它们进行比较,以确定电池板可以供应最佳功率来为电池充电。

在任何情形下,无论是阳光条件好还是差,MPPT 充电掌握器都会利用这个最大功率输出因数,并将其转换为电池的最佳充电电压和电流。
每当太阳能电池板的功率输出低落时,电池充电电流也会降落。

因此,在阳光不敷的情形下,电池会根据太阳能电池板的输出持续充电。
普通太阳能充电器常日不会涌现这种情形。
由于每个太阳能电池板都带有最大输出电流额定值和短路额定值。

MPPT 在转换中的效率约为 90%-95%。
然后效率也取决于太阳能驱动器温度、电池温度、太阳能电池板质量和转换效率。

在这个项目,为锂电池构建一个太阳能 MPPT充电器。

二、设计 MPPT 充电器将为 2P2S 电池充电(6.4-8.4V)充电电流为 600mA将有一个利用适配器的额外充电选项三、构建 MPPT 掌握器所需的元器件清单LT3652 驱动器1N5819 - 3 个10k 锅10uF 电容 - 2 个绿色 LED橙色 LED220k 电阻330k 电阻200k 电阻68uH 电感1uF 电容100 uF 电容 - 2 个电池 - 7.4V1k 电阻 2 个筒形插座

构建 MPPT 掌握器所需的元器件清单

四、MPPT 太阳能充电器电路图

完全的太阳能充电掌握器电路如下图所示:

该电路利用 LT3652,是一款完全的单片降压型电池充电器,可在 4.95V 至 32V 的输入电压范围内事情。
因此,太阳能和适配器的最大输入范围为 4.95V 至 32V。

LT3652 供应了恒定电流/恒定电压充电特性,可以通过电流检测电阻进行编程,以得到最大 2A 的充电电流。

MPPT 太阳能充电器电路图

输出部分:充电器采取 3.3V 浮动电压反馈基准,因此可以利用电阻分压器对高达 14.4V 的任何所需电池浮动电压进行编程。

LT3652 还包含一个利用一个大略电容的可编程安全定时器,它用于在达到所需韶光后终止充电,检测电池故障很有用。

LT3652 须要 MPPT 设置,个中一个电位器可用于设置 MPPT 点。
当 LT3652 利用太阳能电池板供电时,输入调节环路用于将电池板保持在峰值输出功率。
怎么坚持调节取决于 MPPT 设置电位器。

五、MPPT 太阳能充电器数值设置

1、电池电压设置

VR1 用于设置 MPPT 点,R2、R3、R4用于设置 2S 电池充电电压(8.4V),设置电池电压的公式如下:

RFB1 = (VBAT(FLT) • 2.5 • 10 5 )/3.3

RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 10 5 ))/(RFB1 - (2.5 • 10 5 ))(设置电池电压公式)

2、计时器设置

电容 C2 用于设置充电定时器,可以利用以下公式设置计时器:

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 6 (以小时计)(设置计时器)

D3 和 C3 是升压二极管和升压电容,用来驱动内部开关并促进开关晶体管的饱和。
升压引脚的事情电压范围为 0V 至 8.5V。

3、充电电流设置

R5 和 R6 是并联的电流检测电阻,充电电流可以利用以下公式打算 :

RSENSE = 0.1/ICHG(MAX)(设置充电电流)

事理图中的电流检测电阻选择 0.5 Ω和 0.22 Ω,并联产生 0.15 Ω。
利用上述公式,它将产生险些 0.66A 的充电电流,C4、C5 和 C6 是输出滤波电容。

DC 筒形插孔的连接办法:如果将适配器插孔插入适配器插座,太阳能电池板将断开连接。
D1 将保护太阳能电池板或适配器在无充电条件下免受反向电流流动。

六、太阳能充电掌握器 PCB 设计 (项目资料私聊我领取)

对付上面谈论的 MMPT电路,设计了 MPPT 充电器掌握器 3D PCB 图 ,详细如下图所示:

MPPT 充电器掌握器 3D PCB 图

该设计具有 GND 铜平面以及适当的连接过孔,LT3652 须要足够的 PCB 散热器,这是利用 GND 铜平面并将通孔放置在焊接平面中创建的。

MPPT 充电器掌握器 3D PCB 正面图

MPPT 充电器掌握器 3D PCB 背面图

MPPT 充电器掌握器 3D PCB 分层浏览图

七、组装 MPPT 太阳能充电掌握器

MPPT 充电器掌握器 PCB 实物图如下图所示:

MPPT 充电器掌握器 PCB 实物图

MPPT 充电器掌握器成品图

八、测试 MPPT 太阳能充电器

为了测试电路,利用了额定值为 18V .56A 的太阳能电池板。
下图是太阳能电池板的详细规格。

太阳能电池板的详细规格

利用 2P2S 电池(8.4V 4000mAH)电池进行充电,完全的电路在温和的阳光条件下进行了测试——

测试 MPPT 太阳能充电器

连接好所有东西后,当太阳条件得当时设置 MPPT,并掌握电位器,直到充电 LED 开始发光,电路事情十分顺畅。

参考来源:circuitdigest

电路讲解视频:https://youtu.be/2BsdG5TqqlQ (建议从 1.19s-5.24s,7.11s-结尾。
这两段不雅观看,快夸我,广告都帮你们跳过)

以上便是关于利用 LT3652 的 MPPT 太阳能充电掌握器 ,希望大家多多支持。

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