Зарядное устройство солнечной батареи PWM для батареи 192 В

Я купил солнечный контроллер для своей солнечной системы на 192 В, который не работал, как рекламируется (вместо MPPT, работает с циклами ВКЛ-ВЫКЛ - китайский плагиат - но это оффтоп). Я хочу перепроектировать блок управления и силовой каскад, чтобы сделать его настоящий ШИМ-контроллер. Я придумал следующую схему:

введите описание изображения здесь

Массив солнечных батарей имеет максимальное напряжение 340 В и максимальную точку 270 В. Фактический контроллер подключает PV напрямую к аккумулятору, пока напряжение не достигнет 232 В. Затем он разрывает соединение до тех пор, пока напряжение не упадет до 216 В, когда он снова подключает PV. Цикл повторяется. Это не полная зарядка аккумулятора. Используя переменный рабочий цикл (созданный с помощью Arduino), я хочу воспроизвести трехэтапный метод зарядки аккумулятора.

Теперь будьте нежны со мной, это мой первый проект, и вся помощь приветствуется. Давайте перепрыгнем через «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: сообщение о высоком напряжении». Учитывается :)

Снаббер из IGBT сделан по образцу тех, что есть у моего контроллера. Единственное отличие состоит в том, что контроллер не имеет резисторов/диодов затвора, резисторов между затвором и истоком и имеет большой конденсатор 1 мкФ/450 В между PV+ и B+.

Что касается IR2110, я знаю, что для его использования в качестве драйвера High Side требуется схема начальной загрузки. Поскольку на первом этапе IGBT будут постоянно закрыты (100% рабочий цикл), я хочу использовать изолированный двойной источник питания (B1 — питание от батареи 192 В) для питания Arduino (5 В) и IR2110 (5 В / 12 В). ).

Частота, с которой я тестировал схему, составляет около 100 кГц. Он работает хорошо, пока я не подам большую нагрузку (я применил 24 В на фотоэлектрической стороне и 2 галогенные автомобильные лампочки последовательно на выходе с переменным режимом работы, поэтому выход составляет около 13 В), момент, когда случайным образом контроллер Arduino либо сбрасывает или блокирует. Я в тупике! Я понятия не имею, почему это происходит. Если нагрузка меньше (например, при попытке зарядить 12-вольтовую батарею), схема работает без проблем.

Кажется, сбросы/блокировки UC произошли из-за сильного отскока от земли. Я получал между PV- и B- потенциал более 1000 В (превышая шкалу моего цифрового вольтметра). Я добавил C2, и все успокоилось.

У меня на осциллографе странные показания между точками А и В, и я понятия не имею, что это значит. Это чтение нормально? Происходит, когда рабочий цикл ниже 20-30%. Частота 100 кГц.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Спасибо !

Начните с симуляции, чтобы убедиться, что у вас есть все основы. Продолжайте делать это, пока не будете счастливы. При необходимости смоделируйте каждую деталь (например, IR2112) с большим вниманием к деталям. Попробуйте как можно больше сценариев. Ложиться спать. Просыпайтесь с новыми сценариями, чтобы попробовать. Делайте это в течение нескольких дней, а затем создайте прототип.
Вам нужна катушка индуктивности в вашей цепи. Похоже, ваша цель - поддерживать напряжение солнечной панели на определенном уровне (точка максимальной мощности). Таким образом, основная идея состоит в том, чтобы построить понижающий преобразователь, а затем увеличить рабочий цикл, когда PV+ > Vmpp. И наоборот.
Я не планирую делать контроллер MPPT. Мне нужен только ШИМ. PV Vmp составляет 240 В, поэтому фактического усиления при использовании понижающего преобразователя нет. Цель состоит в том, чтобы поддерживать постоянное напряжение батареи на стадиях абсорбции и плавания.
Это добавляет сложности, но катушка индуктивности и диод-маховик берут ШИМ и превращают его в настоящую линейно-переменную подачу питания от батареи. Если вход IS 300V 30A max, как показано на схеме, то будет интересно сбросить большую крышку в батарею через IGBT. Что такое фактический PV Vmp , Imp, Voc?
Михай, ты это строил или пробовал? 1 мкФ от PV+ до B+ не кажется хорошей идеей. Что они имели в виду, непонятно. Это будет заряжать, когда IGBT выключены, и разряжать их при включении. Если PV перешел на 300 В Voc, а батарея, скажем, на 200 В, тогда энергия 1 мкФ = всего 0,005 Дж, поэтому при 60 Гц = 0,3 Вт, поэтому не так много нагревательного эффекта. Но цель неясна, если они не ожидают индуктивной нагрузки. Добавление катушки индуктивности в B+ на стороне батареи IGBT и диода на землю делает этот «правильный» понижающий преобразователь и позволяет фотоэлектрическим панелям работать более плавно.
Эта схема PWM также будет создавать большие переходные процессы в напряжении батареи каждый раз, когда включаются IGBT, что не особенно хорошо воспринимается любой электроникой, питаемой от батарей.

Ответы (2)

Зарядные устройства MPT охотятся за максимальным генерируемым VI, но метод разомкнутого контура установки напряжения PV на (я помню) 80 +/- 5%, где оно падает с входом солнечной энергии и изменяется с температурой окружающей среды.

Вы указали : «Максимум солнечных батарей имеет максимальное напряжение 370 В и максимальную точку 300 В. Фактический контроллер подключает PV напрямую к батарее, пока напряжение не достигнет 232 В. Затем он прерывает соединение, пока напряжение не упадет до 216 В, когда он подключает PV. назад"

Таким образом, Voc = 370 В пост. Схема с отслеживанием измеряет dv/dt при сканировании ШИМ и имеет контур управления для отслеживания пиковых значений.

Тогда вам нужен еще один стабилизатор зарядного устройства, который имеет элементы управления CC и CV с защитой от ультрафиолетового излучения на случай, если Vpwm упадет из-за избыточного тока потребления-потребления. Это регулирует целевой уровень CC с помощью токового шунта R 50 мВ или IC датчика тока на стороне высокого напряжения.

Часто каждая фотоэлектрическая панель имеет свой собственный ШИМ на случай частичной тени, поскольку эффективное последовательное сопротивление последовательных ячеек ПК будет быстро возрастать, когда возникает солнечная тень.

Давайте посмотрим, каков ваш минимальный импеданс PV.

Что мы знаем.

  • Vпмт= 200В

Чего мы не знаем

  • Pmax массива фотоэлектрических элементов, RdsOn полевых МОП-транзисторов, аккумуляторная технология, емкость и т. д. и т. д.

  • Давайте выберем число, например 40 кВт, тогда ESR фотоэлектрической панели с источником квазитока будет Pd = V ^ 2 / ESR.

    • поэтому ESR= ​​1 Ом и Imax = 40 кВт/200 В=200 А

  • как выбрать RdsON MOSFET для режима CC?

    • Вам не нужны массивные радиаторы или чрезмерное повышение Tj, поэтому эмпирическое правило: потери <1% на устройство. или RdsOn 10 мОм

Это всего лишь рекомендации.

Зарядка в режиме Burp (включено-выключено) Использование сглаживающего дросселя последовательно, это, по сути, еще один метод преобразования постоянного тока с использованием гистерезиса и дросселя с номинальным значением> Imax, а импеданс дросселя определяет необходимую вам частоту переключения, так что это намного больше, чем ESR PV. Это в конечном итоге находится в диапазоне от 10 кГц до 1 МГц. Если токи слишком велики, то используется повышающий стабилизатор для повышения напряжения PV DC-DC до более высокого напряжения, такого как 800 В, для промежуточного уровня, а затем понижающего напряжения до батареи, чтобы минимизировать потери проводимости в кабелях и полевых МОП-транзисторах, но за счет более высоких характеристик высокого напряжения. Нитрид-кремниевые полевые транзисторы или IGBT.

Я думаю, что 200 В - это достаточно высокое напряжение для меня. Я решил работать при более высоких напряжениях (чем стандартные 12-48 В, которые используют обычные солнечные контроллеры заряда), потому что большие потери снижают напряжение 300 В PV до 48, а затем повышают его до 230 В переменного тока с помощью инвертора. Я также не чувствую себя хорошо, имея кабели батареи толщиной с палец, чтобы покрыть ток> 100 А, который требуется для моего инвертора мощностью 5000 Вт. Используя аккумуляторную систему 192 В, у меня ток всего 25 А при максимальной мощности инвертора.
5кВт не проблема, разумный выбор. Убедитесь, что sg в каждой ячейке или батарее ESR регулярно контролируется и регистрируется ежемесячно или ежегодно. Если несоответствие более 2%. приводит к ускоренному износу элементов при полной зарядке, тогда требуются активные балансиры.

1 мкФ от PV+ до B+ не кажется хорошей идеей.
Что они имели в виду, не очевидно, если только они не предполагали индуктивную нагрузку без какой-либо другой защиты от пиков.

Этот конденсатор заряжался, когда IGBT были выключены, и рассеивал энергию В них при включении. Если PV перешел на 300 В Voc, а батарея, скажем, на 200 В, тогда энергия 1 мкФ = всего 0,005 Дж, поэтому при 60 Гц = 0,3 Вт, поэтому не так много нагревательного эффекта. Но цель неясна, если они не ожидают индуктивной нагрузки.

Добавление катушки индуктивности в B+ на стороне батареи IGBT и диода на землю (таким образом, справляясь с током, чтобы не возникало индуктивного всплеска) делает этот преобразователь «правильным» понижающим преобразователем и позволяет фотоэлектрическим панелям работать более плавно. В противном случае 330 мкФ 400 В импульсами сбрасывают аккумуляторы. Это позволяет либо правильно настроить MPPT с должным контролем, либо оптимизировать использование панели, регулируя рабочий цикл ШИМ.

ШИМ 60 Гц, как показано? - это очень низкая частота для большинства приложений.

Зарядное устройство солнечной батареи PWM для батареи 192 В
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v