Witam, zamierzam skonstruować przetwornicę buck dc-dc do grzania wody za pomocą paneli fotowoltaicznych. Projekt zakłada 5 paneli 460W połączonych szeregowo. Sumarycznie to około 170V i 13A prądu w punkcie mpp i maksymalnym nasłonecznieniu.
Przetwornica buck sterowana z mikrokontrolera esp32, z driverem ir2110 i kilkoma mosfetami AOT12N30L.
Odbiornikiem jest grzałka 8,8 oma, MPPT chciałbym uzyskać przez odpowiedni algorytm a także pomiar napięcia i prądu wejściowego.
Miałbym w związku z projektem kilka pytań:
1. Nie jestem pewny co do częstotliwości, więcej niż 200-250khz raczej nie uda się uzyskać z uwagi na ograniczoną szybkość sterownika mosfetów i samych mosfetów, dla 250Khz czas cyklu wynosi 4000ns, a czas potrzebny na załączenie/wyłączenie układu 185ns( obliczyłem go na podstawie opóźnienia drivera, czasu przeładowania bramki dla 4 mosfetów i czasie ich załączenia/wyłączenia), jest to prawie 5% cyklu, więc nie powinno być z tą częstotliwością problemu.
2. Jestem świadom że dla paneli fotowoltaicznych przetwornica buck to nie jest najlepsze rozwiązanie, głównie przez impulsowy pobór prądu, dlatego założeniem jest przewymiarować kondensatory wejściowe by jak najbardziej wygładzić pobierany prąd, nie wiem tylko o jakich wartościach trzeba myśleć, obecnie jest to około 1000uF/400V.
3. Czy jest sens robić prosty układ pwm zamiast przetwornicy obniżającej? Z jednej strony pwm nie pozwoli na uzyskanie punktu mpp paneli, z drugiej przetwornica ma większe straty. Czytałem ten temat, https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3672000.html odradzają tam przetwornice a sugerują prosty układ pwm, mógłby się ktoś wypowiedzieć w tej kwestii?
4. Jak dobrać cewkę, o ile program którego używam (arkusz kalkulacyjny od texas instruments) poda mi wymaganą indukcyjność dla danego napięcia wyjściowego( w tym przypadku największa indukcyjność wychodzi przy napięciu wyjściowym około 2 razy mniejszym niż wejściowym) To nie wiem czy ta sama wartość pozwoli mi na pełną regulacje napięcia ( chciałbym uzyskać od około 20-30V do 150V na wyjściu) żeby regulować moc grzałki w pełnym zakresie, a także umożliwić pracę przy małym nasłonecznieniu, bez podawania skrajnych wartości wypełnienia pwm.
5. Jak dobrać rdzeń do cewki. Jestem w stanie wyliczyć indukcyjność ,a także mniej-więcej wymagany przekrój drutu na ten prąd( maksymalnie 17A na wyjściu). Ale nie wiem na jakie pozostałe parametry muszę zwrócić uwagę, czy sam rdzeń ma jakieś ograniczenia? Z tego co zrozumiałem ma on też ma ograniczony maksymalny prąd w dokumentacji tak aby się nie nagrzewał.
Myślę że ten projekt ma sens i liczę na sensowne odpowiedzi/porady.
Przetwornica buck sterowana z mikrokontrolera esp32, z driverem ir2110 i kilkoma mosfetami AOT12N30L.
Odbiornikiem jest grzałka 8,8 oma, MPPT chciałbym uzyskać przez odpowiedni algorytm a także pomiar napięcia i prądu wejściowego.
Miałbym w związku z projektem kilka pytań:
1. Nie jestem pewny co do częstotliwości, więcej niż 200-250khz raczej nie uda się uzyskać z uwagi na ograniczoną szybkość sterownika mosfetów i samych mosfetów, dla 250Khz czas cyklu wynosi 4000ns, a czas potrzebny na załączenie/wyłączenie układu 185ns( obliczyłem go na podstawie opóźnienia drivera, czasu przeładowania bramki dla 4 mosfetów i czasie ich załączenia/wyłączenia), jest to prawie 5% cyklu, więc nie powinno być z tą częstotliwością problemu.
2. Jestem świadom że dla paneli fotowoltaicznych przetwornica buck to nie jest najlepsze rozwiązanie, głównie przez impulsowy pobór prądu, dlatego założeniem jest przewymiarować kondensatory wejściowe by jak najbardziej wygładzić pobierany prąd, nie wiem tylko o jakich wartościach trzeba myśleć, obecnie jest to około 1000uF/400V.
3. Czy jest sens robić prosty układ pwm zamiast przetwornicy obniżającej? Z jednej strony pwm nie pozwoli na uzyskanie punktu mpp paneli, z drugiej przetwornica ma większe straty. Czytałem ten temat, https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3672000.html odradzają tam przetwornice a sugerują prosty układ pwm, mógłby się ktoś wypowiedzieć w tej kwestii?
4. Jak dobrać cewkę, o ile program którego używam (arkusz kalkulacyjny od texas instruments) poda mi wymaganą indukcyjność dla danego napięcia wyjściowego( w tym przypadku największa indukcyjność wychodzi przy napięciu wyjściowym około 2 razy mniejszym niż wejściowym) To nie wiem czy ta sama wartość pozwoli mi na pełną regulacje napięcia ( chciałbym uzyskać od około 20-30V do 150V na wyjściu) żeby regulować moc grzałki w pełnym zakresie, a także umożliwić pracę przy małym nasłonecznieniu, bez podawania skrajnych wartości wypełnienia pwm.
5. Jak dobrać rdzeń do cewki. Jestem w stanie wyliczyć indukcyjność ,a także mniej-więcej wymagany przekrój drutu na ten prąd( maksymalnie 17A na wyjściu). Ale nie wiem na jakie pozostałe parametry muszę zwrócić uwagę, czy sam rdzeń ma jakieś ograniczenia? Z tego co zrozumiałem ma on też ma ograniczony maksymalny prąd w dokumentacji tak aby się nie nagrzewał.
Myślę że ten projekt ma sens i liczę na sensowne odpowiedzi/porady.
