Maksimum güneş enerjisi çıkarma için TP4056 nasıl otomatik olarak ayarlanır


10

Bir TP4065 kullanarak bir Li-Ion (3.7V) pili şarj etmek için güneş paneli kullanıyorum (pik güçte 6V - 600mA). Kullandığım TP4065 şu yapılandırmaya sahip:

TP4065 devresi

Direnç Rprog değeri şarj akımını belirler.

Geçerli tabloya direnç

Sorun şu ki, güneş panelinin sağladığı akım, aldığı ışıkla orantılıdır ve güneş panelinden maksimum gücü çıkarmaya devam etmenin tek yolu, güneş paneli voltajına 6V civarında tutmak için yükü ayarlamaktır. şarj akımını azaltarak.

TP4056 Vcc'yi 6V civarında sabit bir voltajda tutmak için Rprog direncini otomatik olarak ayarlamak için en iyi devre hangisidir?


Burada, maksimum gücün alındığı voltajı gösteren bir güneş paneli IV eğrisine bir örnek verilmiştir.

Güneş paneli örneği IV

İşte TP4065'in şarj özelliği

TP4065 şarj grafiği


GÜNCELLEME 13-02-2015

PROG pininin voltajı 1V ila 0.2V arasında değişir

Projem Arduino mikro denetleyicisi kullanacak. Arduino'yu güneş paneli voltajını izlemek ve TP4056 akımını aşağıdaki devre ile düzenlemek için kullanabilirim:

Diğer Çözüm

Rprog ve Rarduino 600 ohm olacak ve 100 uF kapasitör ve Rarduino, 3.3V 500Hz PWM sinyali veren Arduino analog çıkışı için düşük geçiş filtresi olarak görev yapacak.

Dijital çıkış 0V olduğunda, TP4056 1,2K direnç görecek ve normal davranacaktır. Analog çıkış voltajını artırdığımızda, Rprog'daki voltaj azalacak ve bu da TP4056 PROG pimindeki akımı azaltacak ve son olarak akü şarj akımını azaltacaktır.

Bu çözüm işe yarayabilir mi?


1
Sorunuz hatalı. Şarj akımını RPROG kullanarak değiştirmek, pilinizi daha hızlı şarj etmenize yardımcı olmaz. Sadece güneşli gün için RPROG'u ayarlayın (ne olursa olsun). Güneş panelinden maksimum güç almak istiyorsanız, en az bir DC-DC dönüştürücü kullanmanız gerekir ve bu durumda muhtemelen doğrusal bir şarj cihazı kullanmak mantıklı olmaz.
mkeith

1
Pil, güneş paneli ve şarj cihazı seri olarak (şarj cihazı tarafından tüketilen küçük ve sakin akım hariç). Dolayısıyla güneş paneli güç çıkışını en üst düzeye çıkarmak hedef değildir. Akım çıkışını en üst düzeye çıkarmak istiyorsunuz. Umarım şimdi benim fikrimi görürsün.
mkeith

Şuna bir göz atın: cds.linear.com/docs/en/datasheet/3652fd.pdf Fikir Vin'i maksimum güç noktasına ayarlamanızdır (maksimum güç noktası voltajının ışık seviyesiyle fazla değişmediğini unutmayın) . 5V güneş panelinizle çalışmayabilir, ancak daha yüksek voltajlı bir panel almayı düşünebilirseniz işe yarayabilir.
mkeith

1
mkeith Daha hızlı şarj olur çünkü güneş paneli sadece 100mA teslim edebiliyorsa ve şarj cihazı 1000mA istiyorsa, güneş paneli voltajı TP4056'nın düzgün çalışamayacağı ve hiç şarj olmama voltajına düşüyor.
Pat

mkeith, akımı öncelikli olarak en üst düzeye çıkarmak mantıklı olacaktır, ancak şarj grafiği görüntüsünde görebileceğiniz gibi, akım pili şarj etmek için yüksek bir değere sabit değildir. Bu yüzden kalan tek çözüm, şarj panelini güneş panelini aşırı yüklememek için kontrol etmektir
Pat

Yanıtlar:


0

Çok önerdiğiniz cevabı beğendim. Bence bu iyi bir fikir. Ben aşağıdaki gibi sadece küçük bir varyasyon öneririm:

revize PWM kontrolü

Ayrıca, lütfen köşe kutuları ve pilin bittiği ve arduino'nun açılamadığı gibi olağandışı durumlar üzerinde çalışın. Şarj cihazı sıfır şarj akımı modunda sıkışacak mı? Belki bir yerde stratejik bir çekme veya açma ya da PWM kapalı olsa bile küçük şarj akımını sağlamak için RPROG ve 100 uF kapağına paralel olarak büyük bir direnç.

İyi iş!

McKenzie


1
Sanırım Arduino'yu doğrudan güneş panelinden kullanacağım, böylece asla çıkmaz bir problemle karşılaşmam.
Pat

Ayrıca PROG pininin verebileceği maksimum akım 1.2mA'dır. Arduino analog çıkışı 20mA verebilir veya batabilir, bu yüzden mosfetin gerekli olduğunu düşünmüyorum
Pat

Akım hakkında endişelenmiyorum. Sorun, PWM çıkışının (totem kutbu olduğu varsayılarak) PROG pin voltajından daha yüksek bir voltaj olmasıdır. Yanlışlıkla% 100 görev döngüsüne giderseniz, akımın PROG pinine akmasına neden olur. Bunun ne etkisi olacağından emin değilim. Çipe zarar verebilir. Öte yandan, PWM çıkışını "açık tahliye" veya "açık kollektör" olarak yapılandırabiliyorsanız, bu durumda iyi olmalıdır.
mkeith

4

Aynı soruyu son zamanlarda inceliyorum. Benim çözümüm sizinkinden biraz farklıydı:

resim açıklamasını buraya girin

D10, D11, D12'yi OUTPUT / LOW veya INPUT (High-Z, pullup yok) olarak seçerek Rprog'u 16k (D10 / 11/12 all High-Z) ile 1050 Ohm (D10 / 11/12) arasında değiştirebilirim hepsi DÜŞÜK) ve A0 aracılığıyla MPP'yi bulmak için şarj akımını izleyin.

Komik olan şey, tüm testlerimden, TP4056'nın MPPT'nin kendisini yaptığını gördüm, yani Rprog'u çok düşük ayarlasanız bile Vprog, akımı MPP'de tutmak için kendini otomatik olarak ayarlıyor gibi görünüyor. Bu, Rprog'un güneş panellerinin sağlayabileceği maksimum akıma ayarlanması gereken tek şey olacağı anlamına gelir.

BTW, katlanabilir güneş panellerimle son 2 yıldır sorunsuz bir şekilde basit TP4056 modülleri kullandığım için ampirik bulgularımı doğruluyor . (Gerçi biraz hayal kırıklığı yaratıyor, çünkü gerçekten ihtiyacım olmadığını öğrenmek için Arduino MPPT'imi inşa etmekte zorlanıyorum.)


2

otomatik şarj akımı ayarı

Başka bir çip kullanırdım. Ancak, bunu kullanmak istiyorsanız, bu devreyi deneyebilirsiniz. Program akımını ayarlamak için geçerli bir ayna yerleştirin. Dahili olarak, PROG üzerinden akan akımın harici şarj akımını ayarlamak için yansıtıldığını (kazançla) varsayıyorum. Burada sahip olduğunuz şey, VCC arttıkça akım değerini artıran bir akım kaynağıdır. Minimum VCC olduğunu düşündüğünüz herhangi bir şeyde istenen akımı almak için R200'ü ayarlayın. VCC yükseldikçe, şarj akımı da artacaktır.

R200 için iyi bir başlangıç ​​noktası bulamadığım için çok tembelim. Ancak PROG'daki voltajın ne olduğunu bulabilirseniz, tablodan mevcut amplifikasyon faktörünü tahmin edebilir ve R200 için iyi bir başlangıç ​​noktası elde edebilirsiniz. 47k-ish gibi olacağını düşünüyorum.

Bununla ilgili varyasyonlar daha da iyi olabilir. Örneğin, bir voltaj referansı ve bir karşılaştırıcı veya daha fazla transistör eklerseniz, VCC belirli bir noktanın altına düşene kadar şarj akımını maksimumda sabit tutabilirsiniz, o zaman VCC'yi bu seviyede tutmak için şarj akımını geri çeker. Ama bence, bu karmaşıklık seviyesine ulaştığınızda, bq24210 gibi sizin için her şeyi yapan bir IC kullanmalısınız.

Bunu daha ayrıntılı tartışmaya açığım. Sadece dikkatimi çekmek için beni etiketle.


Harika görünüyor! BQ24210, bir hobi projesi için oldukça küçük bir IC'dir. Benzer bir işlevi yerine getiren daha büyük bir yonga biliyor musunuz?
Pat

1
Hayır, ama sadece bunu buldum: sparkfun.com/products/12885
mkeith

0

Tam olarak bunu yapmak istiyorum. Vin üzerindeki kapasitörün çok yardımcı olduğunu düşünüyorum çünkü şarj olurken, daha az akım çekiyor ve güç çıkışının düştüğü nokta olan fotoselden çok fazla akım çekmeyi durduruyor. Kondansatör 4v'nin altına düştüğünde, kapak yeterince yüksek bir şekilde şarj edilene kadar TPS4056'nın kendisini devre dışı bırakacağına inanıyorum. 4v'ye kadar şarj olduğunda, bir volan gibi davranır.

Denemeyi düşündüğüm bir diğer fikir de, Rprog için bir fotodirenç kullanmaktır.


0

Sadece hatırlamak için ... bu şarj cihazı IC doğrusal. Bataryanız ~ 4V ve güneş paneliniz ~ 6V ise ısı olarak 2V * akım harcıyorsunuz demektir. Panelden maksimum değeri almayı başarsanız bile, enerji kaybı yüksektir. Bir anahtarlama regülatörü kullanmayı düşünün veya atmega ile kendi (kova) yapın, basit bir devredir ve herhangi bir yük durumunda yaklaşık% 90 verimlilik sağlayabilir. İyi eğlenceler.


Doğrusal olduğundan emin misiniz? Bir direnci değiştirerek aynı giriş voltajı nasıl farklı şarj akımı üretebilir?
Pat

0

güneş enerjisi çıkarma daha önemlidir veya TP4056 nasıl doğru kullanılır? maksimum güneş enerjisi çıkarma daha önemliyse, tüm devreleriniz ve şimdiye kadarki tüm cevaplar yanlıştır. 6v güneş paneliniz size daha sönük ışık koşullarında 2-4v verecektir ve bu durumda tam olarak bir 4.2v pil şarj etmesini bekleyemezsiniz, böylece şarj cihazınız hangi şarj değerinden bağımsız olarak maksimum güneş enerjisi çıkarma ünitesi olmayacaktır. kullanın.

Bunun yerine, 5v'de voltaj regülasyonu ile düşük bir başlangıç ​​öncesi aşama güçlendirici dönüştürücüye ihtiyacınız vardır. başka bir şey için endişelenmenize gerek yok. böyle basit bir şarj cihazı için mikro denetleyici kullanmayın, daha sönük ışıkta olduğundan daha fazla enerji harcar. Aslında, maksimum güneş enerjisi çıkarma en önemli şeyse TP4065'i denklemden çıkarmalısınız.


Açıkçası nihai hedefim mümkün olduğunca fazla güç elde etmek. Ama aynı zamanda iki hedefim daha var, inşa edilmesi ucuz ve inşa edilmesi basit. TP4065'i değiştirmek için tavsiyeniz nedir?
Pat

en ucuz sadece schottky diyot kullanarak ve en iyisi bir dc-dc boost dönüştürücü kullanıyor olacak. CE8301'i tavsiye ederim. Bu küçük adam harika çünkü başlangıç ​​voltajı 0.9v. Ebay içinde 5v usb boost dönüştürücü yazarak bir bulabilirsiniz. Bu tür bir boost dönüştürücü bu IC'yi kullanır. Aldıktan sonra, geri besleme direncini değiştirerek ve bittiğinde çıkışı 4.2v'ye almak için biraz hackleyin.
Atmega 328

TP4056'nın birçok aşamasından ziyade düz bir 4.2V ile şarj etmek pilde sorunlara neden olur mu? Birçoğu, 4.2V'nin çok hassas olması gerektiğini ve CE8301'in sadece 0.1V artışlarla ayarlanabileceğini söylüyor.
Pat

Bir li-ion bataryaya basit bir 4.2v uygularsanız, ne olursa olsun bu birçok aşamadan geçecektir. Kimyasal pil böyle çalışır ve IC ile hiçbir ilgisi yoktur. IC, bu aşamaları algılamak ve pilin tamamen şarj olduğunu düşündüğünde pili şarj etmeyi durdurmak için oradadır. Tickle li-ion pili şarj etmek ders kitabında kötüdür, ancak gerçek hayatta, özellikle güneş girdinizle tamamen iyi. son fakat en az, bazı şarj cihazı kesme gerilimini 4.3v'ye ayarlayacaktır. Kapasiteyi artıracak ve ömrünü azaltacaktır, ancak patlayıcı değildir ve güvenlidir.
Atmega 328

Doğrudan DC-DC boost dönüştürücüye bağlandığında güneş paneli IV eğrisi nerede oturur? Güneş pilinden gelen gücü en üst düzeye çıkarır mı? Dönüştürücü giriş engelinin nasıl olacağını hayal bile edemiyorum.
Pat
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.