Солнечная панель не заряжается после разрядки липо-батареи

Я пытаюсь запустить Arduino с солнечной панелью, у меня есть проект для сельского хозяйства, поэтому проблема с электричеством. Мне нужно использовать независимую энергию.

Я купил Solar Power Manager 5V SKU DFR0559 и аккумулятор LiPo 2000 мАч, также это моя солнечная панель Солнечная панель 5v 250 Ma Я использовал 4 параллельные солнечные панели для увеличения зарядного тока. моя схема такая же, как говорится в документах .

введите описание изображения здесь

После предварительной информации, давайте перейдем к вопросу.Сначала я делаю полностью заряженную батарею LiPo и загружаю образец мигания Arduino в Arduino Mega и начинаю схему. Если я измеряю мгновенный ток потребления Arduino Mega, он показывает 40-50 мА. Так что все работает нормально. LiPo полный на 2000 мАч, мне нужно максимум 50 мАч, а мощность солнечной батареи около 5 Вт. Я проверил, работает нормально 2 дня. Но ведь если я прикрою солнечную панель и система питается только от LiPo аккумулятора. (Я имитирую долгий пасмурный день, и если питание LiPo закончилось) после того, как напряжение батареи LiPo снизится до критического уровня. DFR0559 отключает питание. После этого, даже если я открою панель солера и повернусь к солнцу. Система не запускается должным образом. Аккумулятор LiPo плохо заряжается, в документах DFR0559 говорится, что он начнет заряжаться при 90 мА до порогового напряжения. Ну, Arduino нужно 50 мА, так что осталось только 40 мА для липо-аккумулятора. В нормальном состоянии я измеряю более 500 мА, может производить солнечная панель, но теперь это только 90 мА, DFR0559 ограничивает потребление тока. Из-за этого низкого тока литий-полимерная батарея не может быть заряжена должным образом, и система не может снова работать должным образом. Система отключается, как только заходит солнце.

Как решить эту проблему?

введите описание изображения здесь

Похоже на несовершенную конструкцию MPPT с недостаточным использованием солнечной энергии. Он должен обходить повышающий регулятор до тех пор, пока оно не достигнет 3,6 В, чтобы, когда начинается импульсный ток повышающего регулятора, он не истощал напряжение PV. Отсечка должна быть, может быть, выше, например, 3,1 В.
Я бы выбрал фотоэлектрическую батарею мощностью 10 Вт, чтобы предотвратить перебои в питании.
Вы не говорите, что такое «критический уровень», но если вы хотите, чтобы ваша батарея LiPo прожила долгую жизнь, вы должны отключиться примерно при 3,2 В или около того. Литиевые перезаряжаемые элементы могут быть повреждены как в условиях низкого напряжения, так и в условиях высокого напряжения. Вам нужно защитить клетку.

Ответы (2)

В документации указано, что до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет 3В , будет выполняться только подзарядка батареи ( очень медленная зарядка ), при максимальном токе 90 мА. Это для защиты аккумулятора:

Подзарядка: Поскольку внутреннее сопротивление литиевой батареи становится высоким при низком напряжении, зарядка большим током в начале не рекомендуется. В противном случае температура батареи повышается, а срок службы батареи снижается. Когда напряжение батареи ниже порогового напряжения непрерывного заряда 3 В, модуль переходит в фазу непрерывного заряда, заряжая аккумулятор на 10% от максимального зарядного тока до 90 мА, пока напряжение аккумулятора не превысит 3 В.

Как только батарея достигнет 3 В, она начнет зарядку постоянным током до 900 мА, пока не достигнет отсечки 4,2 В, после чего она переключится на зарядку постоянным напряжением. Таким образом, может потребоваться некоторое время, чтобы батарея вернулась в состояние, когда вы действительно можете получать от нее энергию.

Там видимо минимальное напряжение батареи 2,4В, при котором выход от батареи обрезается. Если ваша батарея разряжена, при подключенной нагрузке ее мощность может упасть ниже этого уровня, даже если ваша батарея была немного заряжена.

Просто оставьте солнечную панель подключенной дольше. После периода медленной зарядки, пока он не достигнет безопасного уровня, он начнет заряжаться быстрее. После достаточной зарядки вы должны вернуться в исходное состояние.

Но ведь если я прикрою солнечную панель и система питается только от LiPo аккумулятора. (Я имитирую долгий пасмурный день, и если питание LiPo закончилось) после того, как напряжение батареи LiPo снизится до критического уровня . DFR0559 отключает питание .

DFR0559 имеет отсечку при низком напряжении 2,4 В, что слишком мало для циклирования батареи Lipo и значительно сократит срок ее службы, если делать это несколько раз.

Вам нужна схема, которая отключает батарею до того, как она станет полностью разряженной, при напряжении выше 3 В. Если Arduino может выполнять критическую операцию, которая не может быть прервана сбоем питания, тогда она должна либо сама контролировать отключение (путем мониторинга напряжение батареи и выключение и/или отключение питания) или получить предварительный запрос от схемы отключения, чтобы он мог выполнить упорядоченное отключение.

Несмотря на различные функции защиты этого модуля для батареи, солнечной панели и выхода, он не является полным решением для вашего приложения. Итак, каковы ваши варианты?

  1. Не позволяйте аккумулятору разряжаться ниже 3 В, обеспечив достаточное количество солнечной энергии для поддержания его заряда.

  2. Следите за напряжением батареи с помощью Arduino и максимально снижайте энергопотребление, когда батарея близка к разрядке (например, ниже 3,7 В). С такими модификациями, как удаление встроенного регулятора и светодиодов и работа в «спящем» режиме, потребляемый ток Arduino Uno может быть уменьшен до ~ 30 мкА. Это продлит срок службы батареи, когда солнечная энергия недоступна, и, надеюсь, этого будет достаточно, чтобы предотвратить чрезмерную разрядку перед перезарядкой.

  3. Добавьте внешнюю схему, которая контролирует напряжение батареи и отключает питание Arduino, когда напряжение падает ниже, например. 3,5 В и восстанавливает его, когда напряжение батареи становится выше, например. 3,7 В (этот гистерезис необходим, потому что напряжение батареи «отскакивает» при снятии нагрузки). Эта схема также может выводить сигнал «питание в порядке», который Arduino может отслеживать, чтобы знать, когда питание будет отключено.

DFR0559 имеет контакт управления EN_VOUT, который можно использовать для отключения выхода 5 В. Однако это не отключает усилитель напряжения, который потребляет ~100 мкА при работе с малой нагрузкой. Чтобы полностью отключить аккумулятор, вам необходимо вставить полевой МОП-транзистор между аккумулятором и DFR0559, управляемый внешней схемой отключения.

спасибо за ваш потрясающий ответ. из вашей писанины я понял, что проблема в отсечке 2,4В, а пороговое напряжение струйки заряда 3В. там 0,6 вольт болезненный процесс. поэтому срез напряжения должен быть очень близок к 3В. на данный момент, хотя DFR0559 стоит дорого, tp4056 выглядит лучше. Я нашел хороший блог о tp4056 best-microcontroller-projects.com/… ). я прав?