Idea buck-boost de un solo inductor para MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia)

El problema principal es que el voltaje del panel fotovoltaico cae el voltaje MPP con energía solar y en un panel fotovoltaico de 19.4Voc que Vmpp ahora está cayendo de 14.5V@100%sol a 13.6V@50%sol a 10.9V@10%sol. Así que ahora necesitas un impulso. Así que hay mucho más trabajo por hacer para definir cómo regular el PWM con Voc, Vmpp y Vbat & SoC.

Resulta que el voltaje del umbral del panel (1% de corriente) también cae con el % de sol. Entonces, al usar un sensor solar, puede sesgar el voltaje del regulador al 77% de este Voc (1% A) y ese será su voltaje de referencia Vmpp de una pequeña celda solar o un fotodiodo de respuesta difusa similar.

Esto significa que necesita que su regulador controle tanto el voltaje del lado del suministro como la corriente del lado de la demanda para que coincidan con varias corrientes y voltajes para lograr esta transferencia de energía óptima, de modo que la demanda no exceda el suministro óptimo y el suministro no exceda el flotador voltaje de la batería.

Esta es una solución que utiliza el análisis de la línea de carga. Sin embargo, prefiero usar un fotosensor para evitar la oscilación y la inestabilidad para determinar el MPP de forma económica a partir de un sensor solar.

La ESR de PV es baja y fija en todos los voltajes de PV durante %sun> 50. Sin carga, I aumenta bruscamente, luego alcanza una pendiente curva y luego aumenta bruscamente nuevamente por debajo de Vmpp a bajo voltaje. Rango de 0,5 a 25 ohmios en este ejemplo de 50 W.

Si desea aprovechar la escasa energía por debajo del 20 % del sol, las pérdidas de su regulador deben ser inferiores a la ganancia de unos pocos vatios utilizando un regulador de impulso con una batería por encima del Vmpp.

Este SMPS puede ser de cualquier tipo que acepte controles de corriente y voltaje para hacer coincidir la línea de carga con su disposición de refuerzo. Pero las ganancias de poder deben exceder las pérdidas fijas.

Dado que la carga es una ESR mucho más baja que la fuente, querrá un gran límite en el PV con una ESR mucho más baja que la PV para la estabilidad y el ruido.

Supongo que la pregunta es, ¿es este un diseño factible?

El circuito reductor-elevador del puente H se está volviendo bastante común en estos días para su tipo de aplicación, por lo que, a menos que tenga una razón particular para hacer todo el trabajo discretamente, recomendaría comenzar con algo como esto: -

Hay varios problemas con su esquema propuesto.

• Tienes tus MOSFET al revés. Desea que los drenajes estén conectados a la bobina, no las fuentes. Coloque los dispositivos de canal P en la parte superior. De la forma en que lo tiene, los transistores siempre tendrán su voltaje de umbral a través de ellos, desperdiciando mucha energía.

• Una vez que haya realizado el intercambio, deberá atar las puertas del lado que no cambia a nivel bajo (en lugar de alto) para encender el MOSFET del lado alto.

• No puede conducir los MOSFET de lado alto en ningún caso con un voltaje lógico con referencia a tierra. Necesitará cambiadores de nivel de algún tipo, ya sean transistores discretos o circuitos integrados diseñados específicamente para el trabajo.

• Es una tontería usar un inversor en la entrada seleccionada de un mux. Simplemente intercambie las otras dos entradas en su lugar.

• No puedes usar OA1 así. Requeriría un voltaje de suministro más alto que cualquier otro voltaje en el circuito, y la salida estaría referenciada al voltaje solar/eólico entrante, lo cual no es particularmente útil. Tenga en cuenta que la referencia que citó utiliza un IC especial de detección de corriente de lado alto.

• No estoy seguro de qué se supone que hace M5, su transistor de "bloqueo" de canal N (¿no puede simplemente evitar encender M1?), Pero nuevamente, probablemente desee un dispositivo de canal P aquí para que no No necesita conducir su puerta por encima del voltaje de "entrada de CC". Asegúrese de que el diodo del cuerpo no conduzca cuando no lo desee.

• Tendrá que agregar un poco de filtrado en "DC in" para que no intente extraer una corriente pulsante a través del panel solar. Si está haciendo MPPT, realmente debe ser una corriente continua constante.

Estás en el camino correcto.

Un controlador de puente resolverá muchos problemas. Puede usar todos los N-MOSFET y no tiene que preocuparse por la conducción de ambos transistores al mismo tiempo.

Este es un gran controlador: Infineon ir2103

Sobre Arduino se puede utilizar el ATtiny402 . Mucha información sobre PWM rápido y muestras de código.