Limitare tensiune panou solar

[Bandi Szasz]

Salut,

  De curand am intrat in posesia uni panou solar pliabil de 100W pe care vreau sa-l folosesc pentru a incarca niste baterii cu un incarcator universal (Imax B6) insa am o mica problema cu tensiunea in gol a panoului care este in jur de 22V iar incarcatorul accepta doar pana in 18V. Ma tot gandesc la cateva solutii dintre care am exclus din start o baterie tampon pentru ca sunt cam grele si toata treaba vreau sa fie cat mai usoara urmand sa fie folosit la iesiri in natura iar incarcarea se va face cand permite vremea (cer senin cu soare din plin). Eu m-am gandit la 2 posibile solutii insa poate s-a mai lovit cineva de probleme similare sau are o idee mai buna.

  Limitarea doresc sa se faca un timp relativ scurt (probabil sub 5minute) pentru ca in momentul in care incepe incarcarea tensiunea panoului scade in mod inevitabil din cauza consumului aparut moment in care vreau anulez circuitul de limitare eliminand pierderile. Cele doua solutii la care m-am gandit ar fi:

 

1.  Un consumator alcatuit din cateva rezistente de 5W comandat de un mosfet al carei poarta sa fie controlat de un tl431 setat undeva la 18V sau putin sub. Cand tensiunea este peste pragul setat se deschide mosfetul iar consumul generat de rezistente o sa traga tensiunea panoului in jos.
2. Un convertor buck de 3A setat pe la 17.5V  la care mai atasez o dioda pe iesire, un mosfet canal P pe iesirea panoului care o sa fie comandat de un comparator setat tot undeva pe la 18V cu un mic hysteresis si leg cele 2 iesiri impreuna. Cat timp tensiunea pe panou este peste 18V mosfetul sta inchis si iesirea este asigurata de convertorul buck, cand consumul devine destul de mare incat tensiunea pe panou sa scada sub 18V se deschide mosfetul si sunteaza convertorul buck, diferenta de tensiune data de caderea de tensiune pe dioda de dupa convertor ar trebuii sa fie suficient ca consumul sa fie preluat in totalitate direct de panou.

 

Varianta a 2-a mi se pare mult mai eleganta daca o sa si functioneze cum am gandit-o eu si in plus as putea face setarea tensiunii prin niste butonase (presetate sa zicem 9,12,15,18V) astfel incat sa pot alege si tensiuni mai mici de 18V daca va fi candva necesar pentru un consumator in limita puterii convertorului buck, panoul are un mic "regulator" echipat cu 2 porturi usb QuickCharge 3.0 deci pentru incarcat prin USB nu e problema si iesirea DC specificata la 18V insa din pacate nu este stabilizata ci este direct tensiunea panoului care mi-a creat aceste probleme, cand am vazut in specificatii scris "DC 18V output" m-am gandit ca o fi si asta stabilizata cat de cat insa nu a fost sa fie.

[Ticu]

Ce curent consuma incarcatorul alimentat la 18V?

Panoul are tensiune nominala 12V, pentru ca asa pare?

[Bandi Szasz]

Acum 3 ore, Ticu a spus:

Ce curent consuma incarcatorul alimentat la 18V?

Panoul are tensiune nominala 12V, pentru ca asa pare?

 

Specificatiile technice ale panoului lasa de dorit, in manualul de utilizare care este de fapt o coala de A4 indoita in doua singura informatie utila este "DC Output: 100W/18v +/-5%". Nici vremea nu a tinut cu mine sa fac niste masuratori, ba a plouat ba a nins. Singurele masuratori pe care am apucat sa le fac azi intr-o mica fereastra de 5minute de soare a fost tensiunea in gol de 21.5V si curentul de scurt circuit de 4.2A, pana am fugit sa caut un bec de 24V sa-l pun ca consumator se innorase din nou insa presupun ca este undeva pe la 12V cel putin tensiunea in gol corespunde panourilor standard de 12V/100W

 

Incarcatorul este programabil insa as vrea sa folosesc un curent de incarcare undeva pe la 2A pentru a obtine un timp de incarcare rezonabil ( putin sub 2h), bateria este un pachet de li-ion 6s (25.2V). Daca calculam o eficienta de 90% ar insemna 3.2A la 18V insa ma astept ca tensiunea pe panou sa scada sub 18V la un asa consum. Nevoia de eliminare a limitatorului de tensiune este faptul ca incarcatorul lucreaza ca ridicator de tensiune si este risipa sa stabilizez tensiunea cu niste pierderi in momentul in care tensiunea scade sub 18V ca mai apoi incarcatorul sa-l ridice inapoi la 25.2V. Nu sunt mare expert in ale panourilor solare dar cred ca la un consum de 1 - 1.5A panoul deja plonjeaza sub 18V, ramane sa testez cand prin putina vreme buna.

 

 

Panoul este un "XMUND XD-SP2": 

 

Editat Martie 13, 2021 de Bandi Szasz

[core]

Eu nu cred ca ar avea o problema incarcatorul, sansele sa ai peste 19V cu incarcatorul cuplat, in sarcina, sunt mici.

Poti incerca sa vezi cat curent trage incarcatorul, in gol, de la o sursa de 18V, apoi sa calculezi o rezistenta pentru curentul ala si tensiunea panoului, de mers in gol, sa vezi cat iti scade tensiunea pe panou cu acel curent consumat din el.

[Bandi Szasz]

Astazi s-a indreptat putin vremea si am putut face niste masuratori. Tensiune in gol: 22.6V, curent scurt circuit 5.1A, tensiune cu consumator de 2A (rezistenta de putere): 20V. Se pare ca tensiunea nu scade atat de drastic cum ma asteptam, iar spre finalizarea incarcarii incarcatorul face un mic "trickle charge" cu 200mA cateva minutele deci cel putin in ultima faza consumul pe panou nu va depasii nici cum 2A care oricum nu e suficient sa scada spre 18V. Incarcatorul cred ca v-a functiona cel putin fizic, condensatoarele pe intrare sunt de 25V, regulatorul este un LM7805 varianta SMD (DPack) insa exista protectie din soft care pune incarcatorul in eroare cand tensiunea scade sub 11V sau urca peste 18V si devine inutilizabil fara sa umblu prin acesta sa pacalesc citirea tensiunii pe intrare si sa ma rog ca celalalte componente rezista.

 

Deci se pare ca optiunile se cam restrang, ori un convertor buck care sa duca spre 4-5A (LM2678T sau UC3843 cu mosfet extern) ori un incarcator care sa accepte tensiuni mai mari. Ma gandesc ca incarcator diferit la un convertor boost setat la 25.2V cu limitare de curent pe la 2A, nu cred ca patesc mare lucru celulele li-ion daca ii incarc o data fara balansare intre 2 incarcari corecte insa ce nu imi e clar mie este ca incarcatorul asta Imax B6 cand incepe sa incarce nu incarca direct cu amperajul setat ci incepe pe un curent putin mai mic cateva minutele dupa care incepe cu 2A in idea in care pare ca face un "pre charge" care inca nu sunt sigur daca e strict necesar sau nu ?

[Ticu]

Acuma, risipa oricum se face prin folosirea unui panou de 5A pentru un consum de 2-3A. Noroc ca Soarele inca n-a ajustat preturile.
Eu as pune o rezistenta de 2...5 ohmi in serie cu incarcatorul si as vedea ce tensiune cade pe rezistenta si cum lucreaza incarcatorul. Este ceea ce se intampla la umbrirea partiala a panoului cand ii da tarcoale o pasare curioasa. Puterea rezistentei serie (10-20W) va fi ajustata ulterior dupa ce te lamuresti cu curentul si tensiunea maxima pe ea.
Daca ai timp si rabdare, ambele variante din postarea initiala par posibile.

[Bandi Szasz]

Rezistenta serie nu prea merge pentru ca consumul incarcatorului este destul de dinamica. La conectare consuma cateva sute de mA (circuitul intern, LCD, etc..) dupa ce se fac setarile si se da drumu la incarcare apare consumul de 2-3A iar mai apoi la finalul incarcarii se face un mic "top-off" cu 0.2A deci consumul iara scade. In oricare moment cand tensiunea urca peste 18V sau scade sub 11V se opreste tot procesul de incarcare (sau refuza pornirea) si se afiseaza un mesaj de eroare tensiune intrare. Cumva indiferent de consum eu trebuie sa mentin o tensiune maxima de 18V si diferenta intre consum mi se pare putin mare ca sa pot calcula o valoare ok'ish pt rezistenta.

 

Panoul l-am luat de 100W pentru ca cealalta optiune ar fi fost unu-l de 60W insa m-am gandit ca oricum toti producatorii mai umfla numerele sub pretextul de "conditii ideale" si as fi fost cam foarte la limita, incarcatorul la 2A pe iesire consuma cam 50W+ (pe iesire find 25V pentru pachetul de 6S), panoul in conditii ideale declarat cu 60W nu cred ca ar fi mers prea ok.

 

Am niste TIP36C-uri ramase si cred ca in prima faza incerc un regulator linear LM317 + TIP36C montati pe un mic radiator de 50x50 si am niste ventilatoare de 12V de 40x40 sa ajute la disipare, daca as lua ca referinta sa zicem 20V pe panou la 3A ar trebuii sa scada 2V si ar cam venii un 6W disipatie, realistic probabil caderea de tensiune va fi putin mai mare pentru ca LM317 are parca cadere minima de 3V 

Editat Martie 14, 2021 de Bandi Szasz

[core]

Ma gandesc ca ar putea fi o solutie sa inseriezi niste diode de 10A sa iti scada din tesniune, eventual sa ai un controler cu care sa le suntezi cand tensiunea scade sub 18V.

[sesebe]

Asta este bataie de joc.

Incarcatorul tau nu-i facut pt panouri solare.

Cauta un incarcator de panouri solare si ai rezolvat treaba. Daca nu pune un buck-boost intre panou si incarator si iarasi ai rezolvat problema. Oricum la intrare iti trebuie si ceva filtrare mai serioasa, citeva mii de micro macar.

[BRANCA]

 Dc dc convertor zic şi eu.Se şi poate ajusta la experimentare.Şi scapi  de  varianta cu sursa liniară,relativ voluminoasă.

[Bandi Szasz]

Acum 1 oră, sesebe a spus:

Cauta un incarcator de panouri solare si ai rezolvat treaba.

 

Am tot cautat insa din pacate nu prea ai de unde alege, tot ce am gasit pe la Chinezi este un modul bazat pe un uC "CN3306", care ar fi un controller de incarcare pentru panouri solare.  O sa comand una sa vad ce e de capul lui si cred ca gasesc si uC-ul in sine insa in tssop16 mai greu de facut experimente cu PCB-uri in regim de amator. 

 

Arata cam asa si suporta tensiuni de intrare pana in 32V, modulul acesta se da pentru panou cu Voc de 22V (exact cat am eu)

 

Editat Martie 15, 2021 de Bandi Szasz

[sesebe]

Mai tu macar citesti ceea ce postezi sau doar postezi de dragul de a posta?

Integratul ala este controler pt convertor Boost (adica ridicator de tensiune) si IN NICI UN CAZ nu poate fi numit uC adica microcontroler.

 

Nu merge la ceea ce ai tu nevoie!

 

[Bandi Szasz]

Acum 44 minute, sesebe a spus:

Mai tu macar citesti ceea ce postezi sau doar postezi de dragul de a posta?

Integratul ala este controler pt convertor Boost (adica ridicator de tensiune) si IN NICI UN CAZ nu poate fi numit uC adica microcontroler.

 

Nu merge la ceea ce ai tu nevoie!

 

Ic  sa fie atunci le tot incurc vina mea. 

 

Este un controller Boost cu functie de incarcare adica pasii de CC si CV cu end-of-charge cand curentul scade sub 16% din valoarea setata. Eu am nevoie de Boost daca vreau un incarcator direct pentru panou cum ai sugerat pentru ca eu incarc pachet li-ion 6S adica 25.2V. Daca vreau sa folosesc incarcatorul original atunci am nevoie de buck pentru a scadea tensiunea la 18V (mai apoi incarcatorul are functia de boost si ridica la 25.2V). Imi cer scuze daca nu am fost destul de clar in acel post, eu m-am referit la sugestia de a cauta un incarcator dedicat panourilor solare si sa scap de incarcatorul pe care il am momentan si o sa-l folosesc cand le incarc de la priza sa fac si balansare. Alt incarcator dedicat panourilor solare capabil sa incarce pachet de 6S nu am gasit, pentru tensiuni mai mici gen pachet 1-2-3-4s sunt destule insa nu si pentru 6S sau mai multi. 

 

O sa incerc si cu un convertor buck si incarcatorul actual cum au sugerat mai multi colegi.

Editat Martie 15, 2021 de Bandi Szasz

[sesebe]

Pt incarcat acumulatori Litiu trebuie algoritm special nu merge doar cu un incarcator chior de CC-CV pt ca distrugi acumulatorii.

Da, n-am inteles eu prea bine ce vrei tu sa faci, pt ca m-am gindit ca stii deja ca trebuie incarcator dedicat Li.

Editat Martie 15, 2021 de sesebe

[Mircea]

Incarcatorul Imax B6 se ocupa de LiIon. Scrie despre el in primul post.