大家好呀!先简单地介绍一下,我是 百芯 EMA的小编(和各位一样,妥妥地打工人) 百芯 EMA是国内 DFM 可制造性工具(目前百芯 EMA 功能尚在完善中),希望能够帮助工程师规避电路设计、布线布局与制造组装过程中的风险。 言归正传: 今天给大家分享一个 PCB 项目--使用 LT3652 的 MPPT 太阳能充电控制器。(附带项目原理图+项目资料(Gerber )文件哦,记得私信我领取) 几乎每个基于太阳能的系统都有一个与之相关的电池,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。但要使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 控制充电器,这个有更好的精度。 一、MPPT 太阳能充电控制器工作原理 MPPT 是太阳能充电器中常用的一种算法,充电控制器测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,以确定电池板可以提供最佳功率来为电池充电。 在任何情况下,无论是阳光条件好还是差,MPPT 充电控制器都会使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下降时,电池充电电流也会降低。 因此,在阳光不足的情况下,电池会根据太阳能电池板的输出持续充电。普通太阳能充电器通常不会出现这种情况。因为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
构建 MPPT 控制器所需的元器件清单 四、MPPT 太阳能充电器电路图 完整的太阳能充电控制器电路如下图所示: 该电路使用 LT3652,是一款完整的单片降压型电池充电器,可在 4.95V 至 32V 的输入电压范围内工作。因此,太阳能和适配器的最大输入范围为 4.95V 至 32V。 LT3652 提供了恒定电流/恒定电压充电特性,可以通过电流检测电阻进行编程,以获得最大 2A 的充电电流。 MPPT 太阳能充电器电路图 输出部分:充电器采用 3.3V 浮动电压反馈基准,因此可以使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 还包含一个使用一个简单电容的可编程安全定时器,它用于在达到所需时间后终止充电,检测电池故障很有用。 LT3652 需要 MPPT 设置,其中一个电位器可用于设置 MPPT 点。当 LT3652 使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。怎么维持调节取决于 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,可以使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。升压引脚的工作电压范围为 0V 至 8.5V。 3、充电电流设置 R5 和 R6 是并联的电流检测电阻,充电电流可以使用以下公式计算 : RSENSE = 0.1/ICHG(MAX)(设置充电电流) 原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。使用上述公式,它将产生几乎 0.66A 的充电电流,C4、C5 和 C6 是输出滤波电容。 DC 筒形插孔的连接方式: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、太阳能充电控制器 PCB 设计 (项目资料私聊我领取) 对于上面讨论的 MMPT电路,设计了 MPPT 充电器控制器 3D PCB 图,具体如下图所示: MPPT 充电器控制器 3D PCB 图 该设计具有 GND 铜平面以及适当的连接过孔,LT3652 需要足够的 PCB 散热器,这是使用 GND 铜平面并将通孔放置在焊接平面中创建的。 MPPT 充电器控制器 3D PCB 正面图 MPPT 充电器控制器 3D PCB 背面图 MPPT 充电器控制器 3D PCB 分层浏览图 七、组装 MPPT 太阳能充电控制器 MPPT 充电器控制器 PCB 实物图如下图所示: MPPT 充电器控制器 PCB 实物图 MPPT 充电器控制器成品图 八、测试 MPPT 太阳能充电器 为了测试电路,使用了额定值为 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 使用 2P2S 电池(8.4V 4000mAH)电池进行充电,完整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,当太阳条件合适时设置 MPPT,并控制电位器,直到充电 LED 开始发光,电路工作十分顺畅。 参考来源:circuitdigest 电路讲解视频:https:///2BsdG5TqqlQ (建议从 1.19s-5.24s,7.11s-结尾。这两段观看,快夸我,广告都帮你们跳过) 以上就是关于使用 LT3652 的 MPPT 太阳能充电控制器,希望大家多多支持。 图片来源于网络 记得点赞、分享、收藏、转发,评论。 百芯 EMA 官方网址(欢迎来“撩”):https://www./ |
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