Как бы PWM контроллер своими руками

Тема создана для совместного создания самодельного контроллера солнечной панели,
который легко повторяем в домашних условиях и не требует индивидуальных подстроек
под конкретную солнечную систему.
Как уже говорил уважаемый Strangeman
"Убедительная просьба к тем, кто считает, что лучше/проще/дешевле/круче/престижней/качественней и т. д. купить. Обходите эту тему стороной!"

Прошу про МРРТ тоже пока не вспоминать (может в будущем при развитии проекта и получится засунуть в контролер и этот алгоритм работы)

Исходные предпосылки:
Основная масса PWMконтроллеров выполнена по следующей схеме

В данном случае при условии заряженной АКБ и хорошем солнце Солнечная панель
«тупо» отключается. Но ведь солнце есть! Почему его не использовать?
Из этих соображений возникает вот такой вариант контроллера.

Хоть и редкий случай, но все же!
Та энергия, которая вырабатывается СП и не нужная для заряда АКБ,
Будет использоваться на наше благо, например подогреваем воду или подогреваем помещение и т. д.
Описание работы: (для варианта 12 вольтовой солнечной системы)
- С помощью балласта поддерживаем напряжение на АКБ – 14.4 В
(балласт – греет, что-то)
В данном случае ток от СП будет уходить на заряд АКБ а излишки на балласт
- Измеряем напряжение и ток АКБ, считаем мгновенную мощность и выводим на LCD
В случае заряда видим ток и мощность закачиваемую в АКБ
При разряде (не достаточно солнца для зарядки) видим что из АКБ выкачивается
- В MCUустанавливаем напряжение на АКБ и максимальный ток заряда и все!
Тогда имеем возможность наращивать емкость АКБ и подключать
к СП любого вольтажа
Данный вариант контроллера, можно использовать не только для солнца, но и для ветра!

Прошу Ваших комментариев, ув. Форумчане!

 

Каким образом организована регулировка тока заряда АКБ?
Я так понимаю, это вариант diversion load control при отсутствии входного контроллера?
Что будет с АКБ, когда повиснет/помрёт кто-то из связки контроллер+FET+баЛаст (пишется баЛЛаст...)?

 

В МК сидит максимальный ток заряда, при его превышении увеличиваем PWM, напруга на СБ просядет, ток
с СБ уменьшится, ток меньше МАХ - PWM уменьшилось...и так в цикле.

Входной контроль - постоянное поддержание напряжения на АКБ балластом

В любом контроллере, что-то будет с АКБ если кто-то умрет.
На это не ориентируюсь. Не повиснет, если правильно написана программа.
Помереть FET-у и балласту тяжело, если они правильно выбраны.
Да и несложно отключить АКБ в ситуации когда не отработалась регулировка, по причине обрыва балласта и FET.
КЗ балласта и FET не страшны - СБ закоротится и все!

 

И ещё не упоминалась необходимость обеспечения значительного запаса по напряжениею панелей.
Ибо при отсутствии запаса при низкой освещённости зарядки вообще не будет.
А при запасе и ярком солнце будет значительное превышение входного напряжения над Uакб. Что приведёт к большим пикам зарядного тока.

 

Здесь не согласен.
Зачем значительный запас? Панель должна обеспечить зарядку при наличии солнца как и везде.
На любом контроллере - нет солнца - нет зарядки. Здесь как у всех...
При соответствии балласта текущей мощности СП превышения входного напряжения над Uакб
никогда не будет.
Большие пики зарядного тока исключены.
Увеличение зарядного тока возможно только на момент измерения и установки импульса PWM.
По времени - это миллисекунды, по амплитуде - мизер от предыдущего значения зарядного тока.

 

Тогда распишите ВАХ СП и соотношение Uoc u Umpp с напряжениями акка- разряженного и в float.
А потом в ВАХ СП добавьте показатели нагрева и невысокой освещённости.
И станет ясно- что или при высокой температуре и высоком заряде акка (SoC порядка 50-90%) зарядки не будет, или запас по напряжению СП должен быть 50 и более процентов от напряжения акков.

 

90% зарядки АКб для автономки - за глаза.
И Вы считаете, что промышленные PWM контроллеры среднего уровня, здесь выигрывают?
По моему не туда идем...
Лучше вернуться к истокам - Задача использовать ту энергию, которую простой PWM контроллер просто игнорирует отключая СП.

 

Я считаю, что никто не использует постоянное прямое подключение панелей к аккам!
Или через промеж. контроллер в варианте diversion load control, или просто- МРРТ или PWM и нагрузка по какой-то другой схеме.
У Вас на СП постоянно пониженное напряжение- вне зависимости от SoC акков и освещённости панелей...

 

В этой схеме АКБ постоянно подключена к СП через связку Q1и Q2. при превышении напряжения на АКБ
СП отключается.
В моем случае балласт является постоянной плавающей нагрузкой для СП в районе максимального тока который может выдать СП и заданного напряжения 14.4 В
СП выдает больше 14.4 В - ограничиваем балластом излишки на нагрев
Меньше 14.4 балласт отключен
Здесь попытка не только зарядить АКБ, но и использовать то что игнорируется простым PWM

Да пониженное до 14.4 В и достаточное для зарядки.

 

Схема без контроля тока заряда и без pwm- модулирования напряжения СП- это, конечно, здорово, но только для "разработчика" подобной "гениальной" простой схемы.

И придётся вернуться к моей мысли:

Давайте я напишу параметры, которые Вы пока игнорируете.
Понижение Umpp/Uoc при нагреве:
-(80±10) mV/°C
%/°С -0.32
%/°С -0.297
А с таким параметром, как Pmax Temperature Coefficient- ещё хуже.
Отсюда следует, что при температуре панели +60°C (что не редкость)- проседание напруги будет порядка 10-13% или 3-3,5В. То есть или горячая панель станет нагрузкой, или базовое напряжение Umpp должно быть не менее 17,5-18В. В противном случае потери Вашего "контроллера" даже по сравнению с обычным pwm будут значительны, про МРРТ не говорю.
При понижении освещённости Ваш вариант сразу прекратит зарядку- хоть какой-то мощностью. А коллеги понимают, что зимой для компенсации потерь надо, чтобы хоть мизерный заряд, но шёл в акки!

Старайтесь не редактировать сообщения, а добавлять новые- тогда инфа не потеряется для собеседников...
А задача эта решается дополнительным блочком к любому контроллеру. Который будет в силу своих умений заниматься главным- заряжать акки (bulk, absorption, float etc), а доп. блок следить за ситуацией и по желанию хозяина подключать балласт.

Ибо Ваш вариант ещё и принципы заряда свинца игнорируют!

Это дикое нарушение принципа увеличения "долговечности" свинца!

 

Вы не совсем меня поняли...или я чего-то не понимаю.
Попробую по другому сказать.
Вариант работы простого PWM
- Напряжение на СП - 16 вольт (на АКБ нужно держать 14.4 В)
ток может отдать - 6А, внешняя нагрузка - 4А, АКБ требует ток -1А
Контролер 100% импульсом PWM подключит АКБ, измеряет напругу на АКБ и увидит что она выше нормы
(ток АКБ попадает в установленные ворота)
- Уменьшит импульс, к примеру, до 90% опять проверит
- ... устаканился на 60%, 60% времени СП подключена, а 40% отключена

Что имеем:
- Напряжение на АКБ держится 14.4 В
- используем 5А из 6-ти возможных.

В моем случае:
- По той же схеме формируется импульс PWM для подключения балласта и удерживаем на АКБ 14.4 В
- 4А на внешнюю нагрузку, 1А на АКБ и 1 А будет уходить на нагрев балласта
- Используем все 6 А

По току та же картина.
Контроль тока заряда путем pwm- модулирования напряжения СП будет всегда!

 

Переход в режим float как осуществится?

Контроль разряда акков (отключения нагрузки) за кем закреплён в Вашей схеме?

 

Так же как в обыкновенном PWM снижением удерживаемого уровня напряжения на АКБ
- В обыкновенном PWM уменьшится время подключения СП
- В моем случае увеличится время подключения балласта

Контроль будет лежать на МК, узел отключения в схеме не прорисовывал
Сейчас, с Вашей помощью, пытаюсь определить в правильном ли направлении двигаюсь!

 

А может вы слишком высокого мнения о дешёвых схемах? По-моему импульсы пойдут только в конце заряда.
При разряженной АКБ (Uвх>Uвых) контроллер тупо открывается и весь ток с СБ часами непрерывно гонит в АКБ. Вдали от ТММ, без ограничения тока.

Ну конденсатор ещё подвесьте на входе контроллера. 10 тыс. мкФ 63В допустим.
Но зимой солнца мало, греть нечего особо.
А летом перегретый пар на год вперёд не накопишь.

 

TriStar PWM в режиме Diversion Control используется именно так (все источники зарядного тока подключаются напрямую к клеммам АКБ).