Come autoregolare un TP4056 per la massima estrazione di energia solare

Sto usando un pannello solare (6 V - 600 mA alla massima potenza) per caricare una batteria agli ioni di litio (3,7 V) utilizzando un TP4065. Il TP4065 che sto usando ha questa configurazione:

Dove il valore della resistenza Rprog determina la corrente di carica.

Il problema è che la corrente fornita dal pannello solare è proporzionale alla luce ricevuta e l'unico modo per continuare ad estrarre la massima potenza dal pannello solare è di regolare il carico per mantenere la tensione del pannello solare intorno a 6 V che nel mio caso è controllata riducendo la corrente di carica.

Quale sarebbe il miglior circuito per regolare automaticamente la resistenza Rprog per mantenere il TP4056 Vcc a una tensione costante di circa 6 V?

Ecco un esempio di una curva IV del pannello solare che mostra la tensione in cui viene estratta la massima potenza.

Ecco le caratteristiche di ricarica del TP4065

AGGIORNAMENTO 13-02-2015

La tensione a il pin PROG varia tra 1 V e 0,2 V.

Il mio progetto utilizzerà un micro controller Arduino. Potrei usare l'Arduino per monitorare la tensione del pannello solare e regolare la corrente TP4056 con il seguente circuito:

Rprog e Rarduino sarebbero 600 ohm e il condensatore 100uF e Rarduino fungeranno da filtro passa basso per l'uscita analogica Arduino che emette un segnale PWM 3.3V 500Hz.

Quando l'uscita digitale è 0 V, il TP4056 vedrà una resistenza da 1,2 K e si comporterà normalmente. Man mano che aumentiamo la tensione di uscita analogica, la tensione su Rprog diminuirà, il che diminuirà la corrente nel pin TP4056 PROG e infine ridurrà la corrente di carica della batteria.

Questa soluzione può funzionare?

Mi piace la risposta che hai suggerito molto. Penso che sia una buona idea. Suggerirei solo una leggera variazione come segue:

Inoltre, si prega di risolvere i casi angolari e circostanze insolite come quando la batteria è scarica e Arduino non può accendersi. Il caricabatterie si bloccherà in modalità corrente di carica zero? Forse un pullup strategico o un pulldown da qualche parte, o una grande resistenza in parallelo con RPROG e cappuccio da 100uF per assicurare una piccola corrente di carica anche quando PWM è spento.

Ottimo lavoro!

McKenzie

Ho esaminato la stessa domanda ultimamente. La mia soluzione era un po 'diversa dalla tua:

Selezionando D10, D11, D12 su OUTPUT / LOW o INPUT (High-Z, no pullup) posso variare Rprog da 16k (D10 / 11/12 tutti High-Z) fino a 1050 Ohm (D10 / 11/12 tutto BASSO) e tramite A0 monitorare la corrente di carica per trovare l'MPP.

La cosa divertente è che, da tutti i miei test, ho scoperto che il TP4056 sembra fare da solo MPPT, cioè anche se si imposta Rprog su un valore troppo basso, Vprog sembra autoregolarsi per mantenere la corrente su MPP. Ciò significherebbe che impostare Rprog alla massima corrente che i pannelli solari possono fornire sarebbe tutto ciò che serve.

A proposito, questo conferma la mia scoperta empirica, avendo usato senza problemi semplici moduli TP4056 con i miei pannelli solari pieghevoli negli ultimi 2 anni. (È un po 'deludente, dal momento che ho preso tutti i problemi a costruire il mio MPPT Arduino solo per scoprire che non ne ho davvero bisogno ...)

Vorrei usare un altro chip. Tuttavia, se si desidera utilizzare questo, è possibile provare questo circuito. Posizionare un mirror corrente per regolare la corrente del programma. Suppongo che internamente, la corrente che fluisce attraverso PROG sia riflessa (con guadagno) per impostare la corrente di carica esterna. Quindi quello che hai qui è una fonte attuale che aumenta il valore corrente all'aumentare di VCC. Regola R200 per ottenere la corrente desiderata a qualunque sia il VCC minimo. Man mano che VCC aumenta, anche la corrente di carica aumenta.

Sono troppo pigro per capire un buon punto di partenza per R200. Ma se riesci a scoprire qual è la tensione in PROG, quindi, dalla tabella, puoi supporre l'attuale fattore di amplificazione e trovare un buon punto di partenza per R200. Sto pensando che sarà come 47k-ish.

Le variazioni su questo potrebbero funzionare ancora meglio. Ad esempio, se si aggiunge un riferimento di tensione e un comparatore o alcuni altri transistor, si potrebbe effettivamente mantenere la corrente di carica ancorata al massimo fino a quando VCC non scende al di sotto di un certo punto, quindi si ripristinerebbe la corrente di carica per mantenere VCC a quel livello. Ma secondo me, quando arrivi a quel livello di complessità, dovresti semplicemente usare un circuito integrato che fa tutto per te come il bq24210.

Sono aperto a discuterne ulteriormente. Taggami per attirare la mia attenzione.

Sto cercando di fare esattamente questo. Penso che il condensatore su Vin sia di grande aiuto perché quando si sta caricando, assorbe meno corrente e smette di assorbire troppa corrente dalla fotocellula che è il punto in cui la potenza precipita. Una volta che il condensatore scende al di sotto di 4 v, credo che il TPS4056 si disabiliterà fino a quando il tappo non viene ricaricato sufficientemente in alto. Quando si ricarica fino a 4v, si comporta come un volano.

Un'altra idea che sto pensando di provare è usare una fotoresistenza per Rprog.

Solo per ricordare ... questo caricabatterie IC è lineare. Significa che se la batteria è ~ 4 V e il pannello solare è ~ 6 V, stai sprecando circa 2 V * di corrente come calore. Anche se riesci a estrarre il massimo dal pannello, la perdita di energia è alta. Prendi in considerazione l'utilizzo di un regolatore di commutazione o creane uno tuo (buck) con atmega, è un circuito semplice e può avere un'efficienza di circa il 90% in qualsiasi caso di carico. Divertiti.

è più importante l'estrazione massima dell'energia solare o Come utilizzare correttamente un TP4056 è più importante? se la massima estrazione dell'energia solare è più importante, tutti i circuiti e tutte le risposte finora sono errati. Il tuo pannello solare 6v ti darà 2-4v in una situazione di luce fioca e non puoi aspettarti che ricarichi completamente una batteria 4.2v in queste situazioni, quindi il tuo caricabatterie non sarà un'unità di estrazione di energia solare massima indipendentemente dal valore di carica che hai uso.

Invece, è necessario un convertitore boost pre-stadio a basso avvio con regolazione della tensione a 5v. fatto, non devi preoccuparti di nient'altro. non usare un microcontrollore per un semplice caricabatterie del genere, spreca più energia di quanta ne produca nella luce più fioca. è un dato di fatto, è necessario rimuovere il TP4065 dall'equazione se la massima estrazione dell'energia solare è la cosa più importante.