Qualcuno può spiegare questa interfaccia ADC del microcontrollore (per leggere la tensione del pannello solare)?

Sto cercando di capire la funzionalità di un circuito trovato in TIDA-00121 (è possibile scaricare il file di progettazione da qui )

Presumo che ciò abbia a che fare con il fatto che il fotovoltaico non è direttamente collegato a terra (il mosfet a corrente inversa può essere spento quando la tensione del pannello solare è troppo bassa per impedire che la corrente inversa fluisca nel pannello)

Per quanto riguarda la funzione di trasferimento (dal codice sorgente ), la tensione sul lato del microcontrollore equivale a:

V = 0,086045Pv-0,14718475V (PV è la tensione del pannello).

questo è stato estratto dal fatto che Vref = 2.39,10 bit ADC e l'equazione del codice sorgente:

Tensione del pannello = 36,83 * PV - 63

per verificare i miei presupposti, dal codice sorgente:

Tensione batteria = BV * 52,44

che cede alla tensione sul lato del microcontrollore del divisore di tensione della batteria:

V = 0.122BV che è la razione del divisore di tensione (rete 14K / 100K)

La domanda è:

Qual è il ruolo della rete di transistor pnp?
Come calcolare la funzione di trasferimento della tensione sul lato del microcontrollore?

Grazie mille.

— FHLB
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Risposte:

Qual è il ruolo della rete di transistor pnp?

È un convertitore di tensione differenziale corrente seguito da un carico (R34 e R35). La tensione tra P + e P- imposta una tensione su R31. Questo (meno 0,7 volt) imposta una tensione attraverso R33 e provoca una fuoriuscita di corrente dal collettore (in gran parte indipendentemente dal carico del collettore).

Dati i valori di R33, R34 e R35, qualsiasi tensione impostata su R33 appare su R35 ma, ridotta di 3: 1.

È importante sottolineare che questa tensione è referenziata a terra rendendola adatta all'ADC. Quindi c'è un cambiamento di livello.

— Andy aka
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Il tuo ultimo punto è il principale vantaggio rispetto a un semplice divisore resistivo?

— Arsenal,

@Arsenal la capacità di misurare una tensione "flottante" e di produrre un segnale di misurazione con riferimento a terra è vitale per un ADC a cui viene fatto riferimento a terra. Ovviamente potresti abbattere sia P + che P- e misurare usando due ADC e sottrarre digitalmente.

— Andy aka

L'altro vantaggio è se si verifica una sovratensione grave tra P + / P-, il transistor si satura e l'ADC non sarà danneggiato dalla sovratensione.

— pgvoorhees,

@fhlb Il MOSFET sta sempre mettendo a terra il fotovoltaico che devi chiederti e, quando non lo è, è importante misurare il fotovoltaico?

— Andy aka

Se la tensione FV è troppo bassa e P + è legato alla guida superiore del carico, allora P- deve essere superiore a 0 volt, quindi il diodo non può condurre.

— Andy aka

Sono ancora confuso sullo scopo di utilizzare questo circuito. Ho pensato che la connessione del diodo interno del mosfet (Q1) è la stessa della messa a terra del pannello solare (la tensione letta sarà uguale alla tensione del pannello meno la caduta di tensione del diodo Q1).

Questo è vero quando il sistema è in funzione, ma il sistema non è sempre operativo.

Il mio tentativo di decodificare il sistema e spiegare il processo che porta alla necessità di una misurazione differenziale.

Questo sistema è chiaramente progettato per un'alta efficienza ad alti livelli di potenza, quindi tutti i dispositivi di commutazione nel percorso di alimentazione sono mosfet a canale N, i diodi meno efficienti e i mosfet a canale P sono evitati.

Lo schema a blocchi mostra un convertitore buck tra il pannello e la batteria. http://www.ti.com/diagrams/rd/schematic_tida-00121_20140129112304.jpg . Questo convertitore buck sembra essere formato da Q2, Q3 e L1.

Il problema è dovuto al diodo del corpo di Q2 che il convertitore buck non può impedire il backfeeding se la tensione del pannello scende al di sotto della tensione della batteria. Questo back-feed deve essere bloccato.

Naturalmente si potrebbe usare un diodo o un P-fet per prevenire il backfeeding ma, come ho detto, quelli sono inefficienti. Si potrebbe usare un N-Fet sul lato alto, ma poi sarebbe necessario un chip driver lato alto per esso. Così hanno deciso di bloccare il backfeeding attraverso l'uso di un N-mosfet nella parte bassa (Q1).

La disattivazione di Q1 consente di bloccare il backfeeding ma significa che il pannello non è più collegato a terra. Durante il normale funzionamento P- è a terra ma quando il sistema è "spento" a causa della mancanza di luce P- può essere più alto della terra. È ancora potenzialmente utile poter monitorare la tensione del pannello quando il sistema è spento.

Quindi un circuito differenziale viene utilizzato per leggere la tensione del pannello convertendo prima la tensione differenziale in una corrente e poi riconvertendo quella corrente in una singola tensione terminata.

— Peter Green
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Quando Q1 è spento, la rete P non è mobile, ma è collegata a terra dal diodo interno di Q1. P + sarà uguale alla tensione dei pannelli meno la caduta di tensione del diodo. Una semplice rete divisoria di tensione non è collegata direttamente a P + Sufficiente per leggere sempre la tensione del pannello? Ovviamente il software dovrebbe aggiungere quella caduta di tensione quando Q1 è spento. Questo è confusionario!

— Latchup,

P- non può essere significativamente sotto terra a causa del diodo corporeo di Q1 ma può essere fuori terra se Q1 è spento la tensione del pannello è sufficientemente bassa.

— Peter Green,