この単純なMPPT回路を作成するには、最初に標準のLM317電源回路を降圧コンバーターに変更してから、MPPT機能を実装するためのソーラーパネルで構成します。

LM317電源をMPPTソーラーオプティマイザーに変更する

前回の記事では、標準のLM317電源をインダクタベースの効率的な電源に変換する方法を学びました。可変バックコンバータ電源回路。

この記事では、LDR / LEDオプトカプラーとオペアンプ電圧フォロワ回路ステージを追加することにより、同じ回路設計を効果的なMPPT回路に拡張する方法を分析します。

LM317降圧コンバータを使用した提案されたMPPT回路の完全な回路図は、次の画像で確認できます。

単一のLM317ベースのMPPT回路

この図は、説明したMPPT回路を示しており、LM317とそれに関連するコンポーネントが基本を形成しています。降圧コンバータ回路その出力は、C2の両端の抵抗を変えるだけで変えることができます。

以前の電源設計では、可変出力電圧機能を有効にするためにポットがC2と並列に配置されていましたが、現在の設計では自動MPPTを実行することになっているため、このポットはLDR / LEDオプトカプラーに置き換えられていることがわかります。。

回路のしくみ

ザ・ LEDLDRオプトカプラーはシンプルな自家製デバイスですここで、赤色LEDとLDRは、小さな遮光エンクロージャー内で向かい合って密封されています。

ここでのLDRリードは、C2と並列に接続されているのがわかりますが、LEDはオペアンプ電圧フォロワ回路ステージの出力と統合されています。

オペアンプの入力は、10kプリセットを介してソーラーパネルに接続されているのを見ることができます。

ここでの考え方は、ソーラーパネルの電圧が上昇すると、オプトLEDの強度も上昇し、それによってLDRの抵抗が低下することを確認することです。

抵抗の低下により、降圧PWMのパルスが狭くなり、出力電圧の上昇が防止されますが、接続された負荷の電流が比例して上昇することが保証されます。

私の以前の投稿の1つで、降圧コンバータの設計コンバータからの出力はPWMと入力電圧に依存します。

これは、太陽電圧が増加する傾向がある場合、降圧出力が影響を受け、比例して増加し始める可能性があることを意味します。これにより、パネルが過負荷になり、パネルの効率が低下する可能性があります。

現在のLM317MPPT設計は、LED / LDRデバイスとLM317可変抵抗機能を介してこの状況を処理し、2つの機能をオペアンプポテンショメータと組み合わせて、効果的な自己調整PWMベースのMPPT回路を開発します。

オペアンプ10kプリセットの調整は非常に簡単なようです。

LM317MPPTプリセットを調整する方法

最適な太陽光で、10kプリセットは、降圧コンバーターからの出力が負荷電圧仕様と同等の電圧を生成するように調整されます。

たとえば、負荷が12Vのバッテリーであるとすると、その場合、10Kプリセットは約14.4Vを生成するように調整されます。

これが行われると、ここから出力は太陽の光に応じて自己調整すると想定できます...つまり、太陽の光が増加すると、LM317バックコンバータは自己調整し、Q1のベースでPWMを狭めて上昇を抑制します電圧ではありますが、その過程でインダクタL1とC4は、過剰な日光がバッテリーに比例した量の追加電流に変換され、より高速な充電が可能になるようにします。

逆に、日差しが悪くなると、PWMが広がる傾向があり、電流は比例して減少しますが、バッテリーの電圧は自動的に14.4Vレベルを維持しながら自己調整します。