Circuito simulador MPPT único basado en LM317

Circuito simulador MPPT único basado en LM317

Para hacer este circuito MPPT simple, primero modificamos un circuito de suministro de energía LM317 estándar en un convertidor reductor y luego lo configuramos con un panel solar para implementar una función MPPT.

Modificación de una fuente de alimentación LM317 en un optimizador solar MPPT

En nuestro artículo anterior, aprendimos cómo una fuente de alimentación estándar LM317 podría transformarse en un inductor eficiente basado en Circuito de fuente de alimentación del convertidor reductor variable.

En este artículo analizamos cómo el mismo diseño de circuito podría mejorarse en un circuito MPPT efectivo agregando un optoacoplador LDR / LED y etapas de circuito seguidor de voltaje opamp.



El diagrama de circuito completo del circuito MPPT propuesto que utiliza el convertidor reductor LM317 se puede ver en la siguiente imagen:

Circuito MPPT único basado en LM317

La figura ilustra el circuito MPPT discutido, el LM317 y sus componentes asociados forman un circuito convertidor buck cuya salida se puede variar simplemente variando una resistencia en C2.

En nuestro diseño anterior de fuente de alimentación, vimos una olla colocada en paralelo con C2 para habilitar la función de voltaje de salida variable, sin embargo, dado que se supone que el diseño actual realiza un MPPT automático, esta olla podría verse reemplazada por un optoacoplador LDR / LED .

Cómo funcionan los circuitos

los El optoacoplador LED LDR es un dispositivo casero simple en el que un LED rojo y un LDR están sellados cara a cara dentro de una pequeña caja a prueba de luz.

Los cables LDR aquí se pueden ver conectados en paralelo con C2, mientras que el LED está integrado con la salida de una etapa de circuito seguidor de voltaje opamp.

La entrada del opamp se puede ver conectada con el panel solar a través de un preajuste de 10k.

La idea aquí es asegurarse de que a medida que aumenta el voltaje del panel solar, la intensidad del LED óptico también aumenta, lo que a su vez hace que la resistencia del LDR disminuya.

La resistencia a la caída hace que el PWM reductor sea más estrecho en sus pulsos, lo que evita que aumente el voltaje de salida, pero sin embargo asegura un aumento proporcional de la corriente para la carga conectada.

En una de mis publicaciones anteriores entendimos que en cualquier diseño del convertidor reductor la salida del convertidor depende del PWM y del voltaje de entrada .

Eso implica que si el voltaje solar tiende a aumentar, la producción reductora podría verse afectada y comenzar a aumentar proporcionalmente. Esto, a su vez, podría causar una sobrecarga del panel y degradar la eficiencia del panel.

El diseño actual del MPPT LM317 se encarga de esta situación a través del dispositivo LED / LDR y la función de resistencia variable LM317, y combina las dos funciones junto con un seguidor de voltaje opamp para desarrollar un circuito MPPT basado en PWM autoajustable eficaz.

El ajuste del preajuste de opamp 10k parece ser bastante simple.

Cómo ajustar el ajuste preestablecido de MPPT LM317

En condiciones óptimas de luz solar, el preajuste de 10k se ajusta de modo que la salida del convertidor reductor produzca un voltaje a la par con la especificación de voltaje de carga.

Por ejemplo, suponga que la carga es una batería de 12 V, en ese caso, el valor predeterminado de 10 K se ajusta para producir alrededor de 14,4 V.

Una vez hecho esto, a partir de aquí se podría suponer que la salida se autoajusta en respuesta al brillo del sol ... es decir, ahora que el brillo del sol aumenta, el convertidor reductor LM317 se autoajusta y estrecha el PWM en la base de Q1 inhibiendo cualquier aumento en voltaje, pero en el proceso, el inductor L1 y C4 se asegura de que el exceso de luz solar se transforme en una cantidad proporcional de corriente adicional para la batería para permitir una carga más rápida.

Por el contrario, si el brillo del sol se deteriora, el PWM tiende a ensancharse, lo que hace que el voltaje de la batería se autoajuste automáticamente manteniendo el nivel de 14,4V ... aunque con una cantidad proporcional de reducción en la corriente.

La funcionalidad de autooptimización se lleva a cabo durante todo el día asegurando el resultado más efectivo desde el panel para la carga conectada.

ADVERTENCIA: EL CIRCUITO MPPT SIMPLE EXPLICADO ANTERIORMENTE UTILIZANDO EL LM317 SE BASA EN LA SUPUESTA Y SIMULACIÓN DEL AUTOR, SE RECOMIENDA A LOS VISITANTES QUE EVALUEN EL CONCEPTO A FONDO ANTES DE INTENTARLO PRÁCTICAMENTE.




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