Lt3562 का उपयोग करके Mppt सौर चार्ज नियंत्रक

लगभग हर सोलर बेस्ड सिस्टम में एक बैटरी लगी होती है, जिसे सोलर एनर्जी से चार्ज करना पड़ता है और फिर बैटरी से निकलने वाली ऊर्जा का इस्तेमाल लोड को चलाने के लिए किया जाएगा। लिथियम बैटरी चार्ज करने के लिए कई विकल्प उपलब्ध हैं, हमने पहले एक साधारण लिथियम बैटरी चार्जिंग सर्किट भी बनाया है। लेकिन सौर पैनल के साथ बैटरी चार्ज करने के लिए, सबसे लोकप्रिय विकल्प एमपीपीटी या अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकर टोपोलॉजी है क्योंकि यह पीडब्लूएम नियंत्रित चार्जर जैसे अन्य तरीकों की तुलना में बहुत बेहतर सटीकता प्रदान करता है।

MPPT एक एल्गोरिथ्म है जो आमतौर पर सौर चार्जर्स में उपयोग किया जाता है। चार्ज कंट्रोलर पैनलों और बैटरी वोल्टेज से आउटपुट वोल्टेज को मापता है, फिर इन दो डेटा प्राप्त करके, यह उनकी तुलना सबसे अच्छी शक्ति तय करने के लिए करता है जो पैनल बैटरी चार्ज करने के लिए प्रदान कर सकता है। जो भी स्थिति में, चाहे अच्छी या खराब धूप की स्थिति में, एमपीपीटी प्रभारी नियंत्रक इस अधिकतम बिजली उत्पादन कारक का उपयोग करता है और इसे बैटरी के लिए सबसे अच्छा चार्ज वोल्टेज और वर्तमान में परिवर्तित करता है। जब भी सोलर पैनल से बिजली का उत्पादन गिरा, बैटरी चार्ज करंट भी कम हो गया।

इस प्रकार, खराब धूप की स्थिति में, सौर पैनल के आउटपुट के अनुसार बैटरी लगातार चार्ज हो जाती है। आमतौर पर सामान्य सौर चार्जर्स में ऐसा नहीं होता है। क्योंकि प्रत्येक सौर पैनल अधिकतम आउटपुट करंट रेटिंग और शॉर्ट सर्किट करंट रेटिंग के साथ आता है। जब भी सौर पैनल उचित वर्तमान उत्पादन प्रदान नहीं कर सका, तो वोल्टेज में काफी गिरावट आती है और लोड वर्तमान में बदलाव नहीं होता है और शॉर्ट सर्किट वर्तमान रेटिंग को पार करता है जिससे सौर पैनल का आउटपुट वोल्टेज शून्य होता है। इसलिए, खराब धूप की स्थिति में चार्जिंग पूरी तरह से बंद हो जाती है। लेकिन एमपीपीटी बैटरी को वर्तमान चार्ज को नियंत्रित करके खराब धूप की स्थिति में भी बैटरी को चार्ज करने की अनुमति देता है ।

MPPT रूपांतरण में लगभग 90-95% कुशल हैं । हालांकि, दक्षता सौर चालक तापमान, बैटरी तापमान, सौर पैनल गुणवत्ता और रूपांतरण दक्षता पर भी निर्भर है। इस परियोजना में, हम लिथियम बैटरी के लिए सोलर एमपीपीटी चार्जर बनाएंगे और आउटपुट की जांच करेंगे। आप IoT आधारित सोलर बैटरी मॉनिटरिंग प्रोजेक्ट की भी जांच कर सकते हैं जिसमें हम सौर प्रणाली में स्थापित लिथियम बैटरी के कुछ महत्वपूर्ण बैटरी मापदंडों की निगरानी कर रहे हैं।

एमपीपीटी प्रभारी नियंत्रक - डिजाइन विचार

एमपीपीटी प्रभारी नियंत्रक सर्किट है कि हम इस परियोजना में डिजाइन निम्नलिखित विनिर्देशों मांस होगा।

1. यह 2P2S बैटरी चार्ज करेगा (6.4-8.4V)
2. चार्ज करंट 600mA होगा
3. इसमें एडॉप्टर का उपयोग करके एक अतिरिक्त चार्जिंग विकल्प होगा।

बिल्डिंग MPPT नियंत्रक के लिए आवश्यक घटक

1. LT3652 चालक
2. 1 एन 5819 - 3 पीसी
3. 10k पॉट
4. 10uF कैपेसिटर - 2 पीसी
5. हरे रंग की एलईडी
6. ऑरेंज एलईडी
7. 220k रोकनेवाला
8. 330k रोकनेवाला
9. 200k रोकनेवाला
10. 68uH प्रारंभ करनेवाला
11. 1uF संधारित्र
12. 100uF संधारित्र - 2 पीसी
13. बैटरी - 7.4 वी
14. 1k प्रतिरोधों 2 पीसी
15. बैरल सॉकेट

MPPT सोलर चार्जर सर्किट डायग्राम

पूरा सोलर चार्ज कंट्रोलर सर्किट नीचे दी गई इमेज में पाया जा सकता है। बेहतर दृश्यता प्राप्त करने के लिए आप एक पूर्ण-पृष्ठ दृश्य के लिए उस पर क्लिक कर सकते हैं।

सर्किट LT3652 का उपयोग करता है जो एक पूर्ण अखंड स्टेप-डाउन बैटरी चार्जर है जो 4.95V से 32VV वोल्टेज रेंज पर संचालित होता है। इस प्रकार, सौर और एडॉप्टर दोनों के लिए अधिकतम इनपुट रेंज 4.95V से 32V है। LT3652 एक निरंतर वर्तमान / निरंतर वोल्टेज चार्ज विशेषताओं को प्रदान करता है । इसे अधिकतम 2A चार्ज करंट के लिए वर्तमान अर्थ रेसिस्टर्स के माध्यम से प्रोग्राम किया जा सकता है।

आउटपुट सेक्शन पर, चार्जर 3.3V फ्लोट वोल्टेज फीडबैक संदर्भ को नियोजित करता है, इसलिए 14.4V तक किसी भी वांछित बैटरी फ्लोट वोल्टेज को एक प्रतिरोधक विभक्त के साथ प्रोग्राम किया जा सकता है। LT3652 में एक साधारण संधारित्र का उपयोग करके प्रोग्राम करने योग्य सुरक्षा टाइमर भी है। यह वांछित समय पर पहुंचने के बाद चार्ज समाप्ति के लिए उपयोग किया जाता है। बैटरी दोष का पता लगाना उपयोगी है।

LT3652 को MPPT सेटअप की आवश्यकता होती है, जहाँ MPPT बिंदु सेट करने के लिए एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग किया जा सकता है। जब LT3652 को सौर पैनल का उपयोग करके संचालित किया जाता है, तो पीक आउटपुट पावर पर पैनल को बनाए रखने के लिए इनपुट विनियमन पाश का उपयोग किया जाता है। जहां से नियमन बना रहता है वह एमपीपीटी सेटअप पोटेंशियोमीटर पर निर्भर करता है।

ये सभी चीजें योजनाबद्ध से जुड़ी हैं। VRPT का उपयोग MPPT बिंदु को सेट करने के लिए किया जाता है। R2, R3 और R4 का उपयोग 2S बैटरी चार्जिंग वोल्टेज (8.4V) को सेट करने के लिए किया जाता है। बैटरी वोल्टेज सेट करने के लिए फॉर्मूला किसके द्वारा दिया जा सकता है?

RFB1 = (VBAT (FLT) • 2.5 • 10 ⁵) /3.3 और RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 10 ⁵)) / (RFB1 - (2.5 • 10 ⁵))

कैपेसिटर C2 का उपयोग चार्ज टाइमर सेट करने के लिए किया जाता है। नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करके टाइमर सेट किया जा सकता है-

tEOC = CTIMER • 4.4 • 10 ⁶ (घंटे में)

डी 3 और सी 3 बूस्ट डायोड और बूस्ट कैपेसिटर हैं। यह आंतरिक स्विच को ड्राइव करता है और स्विच ट्रांजिस्टर की संतृप्ति को सुविधाजनक बनाता है। बूस्ट पिन 0V से 8.5V तक संचालित होता है।

R5 और R6 समानांतर में जुड़े एक वर्तमान अर्थ अवरोधक हैं। आवेश धारा की गणना निम्न सूत्र के उपयोग से की जा सकती है-

RSENSE = 0.1 / ICHG (MAX)

योजनाबद्ध में वर्तमान अर्थ अवरोधक को 0.5 ओम और 0.22 ओम का चयन किया जाता है जो समानांतर में 0.15 ओम बनाता है। उपरोक्त सूत्र का उपयोग करते हुए, यह लगभग 0.66A चार्ज करंट का उत्पादन करेगा। C4, C5 और C6 आउटपुट फ़िल्टर कैपेसिटर हैं।

डीसी बैरल जैक इस तरह से जुड़ा हुआ है कि अगर एडॉप्टर जैक को एडॉप्टर सॉकेट में डाला जाता है तो सोलर पैनल डिस्कनेक्ट हो जाएगा। D1 सौर पैनल या एडॉप्टर को बिना किसी चार्जिंग कंडीशन के रिवर्स करंट फ्लो से बचाएगा।

सौर प्रभारी नियंत्रक पीसीबी डिजाइन

उपरोक्त चर्चा किए गए एमएमपीटी सर्किट के लिए, हमने एमपीपीटी चार्जर नियंत्रक सर्किट बोर्ड को डिज़ाइन किया है जो नीचे दिखाया गया है।

डिजाइन में आवश्यक GND कॉपर प्लेन के साथ-साथ उचित कनेक्टिंग विअस है। हालाँकि, LT3652 को पर्याप्त PCB हीट सिंक की आवश्यकता होती है। यह GND कॉपर प्लेन का उपयोग करके और उस सोल्डर प्लेन में vias रखकर बनाया गया है।

पीसीबी को आदेश देना

अब हम समझते हैं कि योजनाबद्ध कैसे काम करते हैं, हम अपने एमपीपीटी सौर चार्जर प्रोजेक्ट के लिए पीसीबी के निर्माण के साथ आगे बढ़ सकते हैं । उपरोक्त सर्किट के लिए पीसीबी लेआउट लिंक से जेरबर के रूप में डाउनलोड के लिए भी उपलब्ध है।

• MPPT सोलर चार्जर के लिए GERBER डाउनलोड करें

अब हमारा डिज़ाइन तैयार है, यह समय है कि उन्हें गेरबर फ़ाइल का उपयोग करके गढ़ा जाए। PCBGOGO से किया गया PCB काफी आसान है, बस नीचे दिए गए चरणों का पालन करें-

चरण 1: www.pcbgogo.com पर जाएं, साइन अप करें यदि यह आपकी पहली बार है। तब पीसीबी प्रोटोटाइप टैब में, अपने पीसीबी के आयाम, परतों की संख्या, और आपके द्वारा आवश्यक पीसीबी की संख्या दर्ज करें। पीसीबी मान रहा है कि 80 सेमी × 80 सेमी है, आप नीचे दिखाए गए अनुसार आयाम सेट कर सकते हैं।

चरण 2: भाव अब बटन पर क्लिक करके आगे बढ़ें । आपको एक पृष्ठ पर ले जाया जाएगा जहाँ कुछ अतिरिक्त पैरामीटर सेट करने के लिए यदि आवश्यक हो तो सामग्री जैसे ट्रैक स्पेसिंग आदि का उपयोग किया जाएगा, लेकिन ज्यादातर, डिफ़ॉल्ट मान ठीक काम करेंगे। केवल एक चीज जिस पर हमें यहां विचार करना है वह है कीमत और समय। जैसा कि आप देख सकते हैं कि बिल्ड टाइम केवल 2-3 दिन है और हमारे पीसीबी के लिए केवल $ 5 की लागत है। फिर आप अपनी आवश्यकता के आधार पर पसंदीदा शिपिंग विधि का चयन कर सकते हैं।

चरण 3: अंतिम चरण Gerber फ़ाइल अपलोड करने और भुगतान के साथ आगे बढ़ना है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रक्रिया सुचारू है, यदि भुगतान के साथ आगे बढ़ने से पहले आपकी गिब्बर फ़ाइल वैध है, तो PCBGOGO सत्यापित करता है। इस तरह, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि आपका पीसीबी फेब्रिकेशन फ्रेंडली है और आपके लिए प्रतिबद्ध होगा।

PCB को असेंबल करना

बोर्ड का आदेश दिए जाने के बाद, यह कुछ दिनों के बाद करीने से भरे हुए अच्छी तरह से पैक बॉक्स में कूरियर के माध्यम से मुझ तक पहुंचा, और हमेशा की तरह, पीसीबी की गुणवत्ता बहुत बढ़िया थी। मेरे द्वारा प्राप्त पीसीबी को नीचे दिखाया गया है। जैसा कि आप देख रहे हैं, ऊपर और नीचे दोनों परत अपेक्षा के अनुरूप निकली हैं।

विआस और पैड सभी सही आकार में थे। एक कार्यशील सर्किट प्राप्त करने के लिए पीसीबी बोर्ड को इकट्ठा करने में मुझे लगभग 15 मिनट लगे। इकट्ठे बोर्ड को नीचे दिखाया गया है।

हमारे MPPT सोलर चार्जर का परीक्षण

सर्किट का परीक्षण करने के लिए, रेटिंग के 18V.56A के साथ एक सौर पैनल का उपयोग किया जाता है। नीचे की छवि सौर पैनल की विस्तृत विशिष्टता है।

चार्जिंग के लिए 2P2S बैटरी (8.4V 4000mAH) की बैटरी का इस्तेमाल किया जाता है। पूर्ण सर्किट का परीक्षण मध्यम सूर्य की स्थिति में किया जाता है-

सब कुछ जोड़ने के बाद, एमपीपीटी को तब सेट किया जाता है जब सूर्य की स्थिति उचित होती है और जब तक चार्ज एलईडी चमकना शुरू नहीं हो जाता है तब तक पोटेंशियोमीटर को नियंत्रित किया जाता है। सर्किट ने बहुत अच्छा काम किया और नीचे दिए गए वीडियो में विस्तृत कार्य, सेटअप और स्पष्टीकरण पाया जा सकता है।

आशा है कि आपने इस परियोजना का आनंद लिया और कुछ उपयोगी सीखा। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो कृपया उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में छोड़ दें। अपने अन्य तकनीकी प्रश्नों के उत्तर पाने के लिए आप हमारे मंचों का भी उपयोग कर सकते हैं।