当前位置:首页 >> 技术中心 >> 电源管理 >> 网友分享:降压型MPPT太阳能控制器V01.2设计
    

网友分享:降压型MPPT太阳能控制器V01.2设计

由于还是喜欢开发设计带来的快乐,考虑精力有限,年初停止生产销售,专心潜修,经过近半年的努力改良出新一代V01.2版本控制器。有兴趣的童鞋可以来看看。 

 先谈谈V01.1的不足和V01.2重点改进的地方: 

 1、由于是高端驱动NMOS,V01.1启动需要输入和输出有必要压差(>18V),故而存在无法在低压差环境中工作的缺点。因此V01.2供电改为反激电源,为高端NOMS提供一路隔离的12V供电进行驱动。 2、太阳能控制器必须有输入防反功能,防止夜间电池电压反向加到太阳能板上造成损伤。在V01.1中使用1个肖特基二极管进行防反,问题主要是肖特基大电流下发热不小,比如10A电流也有0.7V左右压降,7W功率损失,即带来热量又损失效率。因此在V01.2中使用反激电源再提供一路隔离12V供电使用NOMS进行防反接控制。 3、V01.1的主电路是BUCK,续流部分使用肖特基二极管。由于二极管一般也有0.7~1V的压降,故在低电压(比如12V)使用环境下,这个压降会带来比较明显的DC变换效率降低。因此在V01.2中,采用同步整流方式,使用NOMS代替肖特基二极管,降低导通压降,提高DC转换效率。 4、V01.1使用的AVR单片机8bit性能不强,主频16MHz不够高,故PWM分辨率不精细,中断嵌套不支持,外部中断仅2个,故响应实时性差保护不是非常及时,单片机16K容量不大,无法使用高档TFT进行显示。因此V01.2全面升级到stm32F103平台32bit,72MHz主频,常用容量为64~256K,由于是ARM平台中断数量和管理比AVR好的几乎一塌糊涂。(当然还是非常感谢AVR这款8位单片机) 5、LCD1602液晶显示功能比较简单,显示内容量少,不支持中文,不支持图形,还是上TFT,根据性价比选择了一款2.2寸的TFT液晶,分辨率320*240,SPI接口,9341驱动。 6、V01.2无线接口使用NRF24L01,便于后期升级高级功能。 7、V01.2改用霍尔ACS712元件测量电流,取代原V01.1中的贴片电阻取样。好处是输入和输出地公用没有压差,干扰小了,大电流下取样电阻发热没了,最重要的还是电流采样精度提高一个台阶。 8、5V供电不再使用7805线性降压芯片(12V降压到5V,0.2A输出会有1.4W损失),改用LM2596减少发热和待机损耗。 整体升级中,精力投入最多的就是单片机平台,这里花费了半年时间入门到熟悉,还谈不上精通,呵呵。感谢万能的淘宝和优酷提供的硬件和视频资源,特别感谢下刘凯老师和野火老师的stm32教学视频。

  V01.2基本参数介绍:

输入最高直流电压170V,电流20A,输出3~60V可调,电流20A。平均效率比老版本提高1~2%。由于是开发用原理样机,所以把常用功能模块变成分离式,主要是三部分:主功率电路、核心控制板、反激电源模块。

太阳能控制器V01.2设计

接下来看看功率板上的用料情况IRFP4668和SPTS80170,原理样机板子上还是有错误,所有进行了小飞线改动。

太阳能控制器V01.2设计

太阳能控制器V01.2设计

太阳能控制器V01.2设计

整合到一起看看测试情况,其中有2片是在河南和海南发烧友手中测试的截图。

太阳能控制器V01.2设计

太阳能控制器V01.2设计

开始讨论技术难点,大家感兴趣的地方可以留言。

一、主电路原理图简单介绍。

太阳能控制器V01.2设计

主电路采用同步整流降压DC模式,简单说就是在Buck电路的续流二极管旁并联一个NMOS,由单片机控制整个NMOS的导通和关掉模拟二极管的工作,利用NMOS的低压降来减少续流二极管的损耗。 IR2110全桥驱动芯片,高端驱动主电路开关MOS,低端驱动同步时续流用MOS。 LM358双路运放,一路做硬件过压保护,另一路做硬件是否允许同步工作判断。 ACS712电流霍尔,5V供电,2.5V基准电压代表0电流。电流按照反方向设计,即电流增大输出电压减小。 LM2596降压芯片(BUCK型电路),将12V供电降低到5V。 PCL817光耦隔离驱动防反NMOS。

    分享到:

    用户评论

    发评论送积分,参与就有奖励!

    发表评论

    评论内容:发表评论不能请不要超过250字;发表评论请自觉遵守互联网相关政策法规。

    用户名: