Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów".

Poprostujakub 06 Cze 2020 14:23 2193 2
  • Witam.
    Chciałbym przedstawić mój projekt przetwornicy służącej do ładowania akumulatora samochodowego z chińskiego elastycznego panelu słonecznego 100W.

    Projekt wziął się stąd, że od jakiegoś już czasu rozwijam inną przetwornicę stworzoną do tej roli, opartą na chińskiej przetwornicy boost 150W (do znalezienia na znanym portalu aukcyjnym) przerobionej na SEPIC. Jednak tamten projekt rozrósł się już do tego stopnia, że po kolejnych zmianach nie chciało mi się już składać do kupy rozgrzebanych modułów, a tymczasem akumulator i panele się nudziły.

    Zatem, żeby nie marnować słońca, popatrzyłem po szufladkach co tam mam i znalazłem układ MC34166. Układ ten jest idealny do tej roli, bo jest po pierwsze banalnie prosty w użyciu a po drugie ma wyprowadzoną nóżkę kompensacji, której używam do "śledzenia mocy".
    Śledzenie to odbywa się na zasadzie pomiaru napięcia na panelu i ograniczania prądu wyjściowego przetwornicy przez ściąganie napięcia na nodze kompensacji tranzystorem NPN kiedy napięcie spadnie do napięcia MPP ustalonego potencjometrem. Napięcie MPP odczytałem najpierw z naklejki na panelu, ale potem zweryfikowałem je rzeczywistym pomiarem, dzięki któremu mogłem uwzględnić wszelkie spadki napięcia po drodze z panelu do przetwornicy.
    Ta metoda pomiaru jest dalece niedoskonała, bo nie bierze pod uwagę różnych spadków napięcia przy różnych prądach, dryftu temperaturowego tranzystorów użytych do pomiaru napięcia czy zmiany napięcia MPP panelu pod wpływem temperatury. Ale jak mówiłem, układ powstał z doraźnej potrzeby wstawienia między panel i akumulator czegokolwiek sensownego.
    Przetwornica ta ma też układ do sterowania wentylatorem, wykonany przy użyciu przekładnika. Przekładnik ten jest wpięty pomiędzy wyjście klucza a dławik wyjściowy. Przy jego obliczaniu nie doceniłem możliwości rdzenia i przy pełnej mocy napięcie na jego wyjściu potrafi dojść do 14V, jednak wentylator którego użyłem póki co nie narzeka.
    Aktualnie jest to już druga wersja układu, bo w czasie testów pierwszej doszedłem do wniosku, że niewielkim kosztem będę mógł znacznie podnieść jej moc.
    Pierwsza wersja składała się z:
    - układu MC34166 z pudełka,
    - kondensatorów elektrolitycznych 5600uF/25V (nie low-ESR), wydłubanych z jakiegoś dawnego projektu,
    - laptopowego wentylatorka 5V pozbawionego obudowy, przyklejonego na taśmę dwustronną do dławika (widać jeszcze na dławiku pozostałości tej taśmy),
    - przekładnika zrobionego na walającym mi się po biurku rdzeniu TX9/6/3 z Ferroxcube, prawdopodobnie wykonanego z materiału 3E25,
    - diod Schottky 18A/40V z pudełka,
    Jedyny element który wykonałem specjalnie dla tej przetwornicy i na który musiałem pozyskać materiały to dławik wyjściowy. Akurat mam szczęście pracować w firmie która się tym zajmuje, więc poszło gładko. Początkowo planowałem użyć rdzenia toroidalnego proszkowego, ale stwierdziłem, że nie chce mi się bawić w przewlekanie i nawinę sobie raczej na karkasie. Wybór mój padł na rdzeń PQ3812, bo po prostu lubię kształtki PQ, a ta konkretna ma jeszcze ogromną powierzchnię oddawania ciepła. Jako że to buck pracujący w głębokim CCM, postanowiłem pogonić strumień w rdzeniu wysoko i zminimalizować ilość miedzi, więc dławik ten ma 10 zwojów na szczelinie 0,45 mm i efekt jest zgodny z przewidywaniami - grzeje się miedź a nie żelazo.

    Efekt końcowy na tyle mi się spodobał, że postanowiłem nieco go rozwinąć, zostawiając parę groszy w TME.
    Zmiany jakie zaszły to:
    - wymiana MC34166 na MC34167,
    - wymiana kondensatorów elektrolitycznych na 3300uF/25V low-ESR - dobierałem je pod kątem wytrzymywanego prądu RMS,
    - wymiana przekładnika na nawinięty na innym pałętającym się po biurku rdzeniu z Ferroxcube, tym razem 10 mm,
    - wymiana wentylatora na 12V wydłubanego kiedyś ze szczątków dekodera N-ki 5800SX.

    Oczywiście, żeby nie było tak różowo, w trakcie lutowania płytki okazało się, że zrobiłem błędy przy projektowaniu - stąd druciarstwo obok wentylatora.
    Kolejny minus jest taki, że przetwornica dość irytująco "świerszczy". Ale takie już są uroki ingerowania w sprzężenie zwrotne przez kompensację.

    W każdym razie układ działa i w najgorszych warunkach ma 88% sprawności. Mógłbym ją jeszcze trochę poprawić, pozbywając się diody na wyjściu i robiąc tam układ odłączający akumulator (żeby nie rozładowywał się w nocy przez przetwornicę), ale miało być prosto.

    Schemat prezentuje się tak:
    Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów".


    Render jeszcze lepiej (poza brakiem podstawki pod przekładnikiem i "surowym" modelem dławika):
    Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów".


    A rzeczywiste wykonanie wygląda tak:
    Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów". Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów". Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów".

    A tu oglądane pod termowizją. Najbardziej grzeje się klucz, dioda separująca wyjście oraz dioda prostująca napięcie dla wentylatora. Ta ostatnia mnie właśnie najbardziej zdziwiła, ale podejrzewam, że to są uroki flybacka. Zwłaszcza, jeśli nieobciążone wyjście przekładnika potrafi napompować 45V.
    Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów". Pseudo-MPPT 75W zrobione z "przydasiów".

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Poprostujakub
    Poziom 17  
    Offline 
    Specjalizuje się w: układy analogowe, małe DC/DC
    Poprostujakub napisał 187 postów o ocenie 13, pomógł 24 razy. Jest z nami od 2008 roku.
  • #2
    żarówka rtęciowa
    Poziom 36  
    Witam

    Transformator T1 nie powinien być tak podłączony. Zasilanie wentylatora można wyprowadzić z dławika D2 nawijając kilka zwojów cienkiego przewodu. Ponadto przydałaby się obudowa, która by usprawniła ruch powietrza poprawiając chłodzenie całości.
  • #3
    Poprostujakub
    Poziom 17  
    Dlaczego nie powinien? Bo wydłuża drogę pomiędzy kluczem a dławikiem?
    Oczywiście, że można by było tak to rozwiązać - na dobrą sprawę karkas ma oryginalnie 6 wyprowadzeń i w innym projekcie tak właśnie mam wentylator rozwiązany. Ale tu najpierw przyszedł mi do głowy przekładnik.