Panel solar y administración de batería: salida de 3,3 V

Estoy desarrollando una fuente de energía basada en un panel solar y una batería.

Básicamente, durante la noche o los días lluviosos, la energía proviene de la batería. A la luz del sol, la energía proviene del panel solar (la energía adicional recarga la batería).

Durante mi búsqueda de un convertidor reductor-elevador (ejemplo TPS63024x ) y un cargador lineal para la batería, encontré bq2512x .

Parece que bq2512x tiene todo lo que necesito (cargador lineal, salida regulada, interruptor de carga y monitor de voltaje de la batería), pero estoy bastante confuso sobre el circuito.

  • El panel solar es este -- 5.5V - 90mA
  • La batería es esta -- 3.7V - 1200mAh
  • Mi dispositivo es un Sensor con un transmisor Wifi. Consume 3.3V - 15mA (200mA pico durante 2 segundos, cada 5 minutos)

Mi pregunta es: si mi entendimiento es correcto, ¿alguien puede explicarme los requisitos mínimos para que bq2512x funcione como lo necesito? O tal vez publique un circuito de muestra con un convertidor reductor-elevador y un cargador de batería en una respuesta, para que podamos discutirlo.

Necesitas 3.3 V ⋅ 200 metro A ⋅ 2 s = 1.32 j cada 5 minutos (o 288 veces al día) durante ≈ 380 j por día. Eso es 4.4 metro W . Es muy probable que un panel solar de este tipo pueda suministrar tanto incluso en días malos (aunque 5.5 V ⋅ 90 metro A ≠ 0.6 W como se indica en la página web). La gran pregunta es qué sucede cuando casi nada proviene de la celda solar debido a un período muy largo de mal tiempo. Pero la batería aguanta casi dieciséis , 000 j entonces 500 j por día (descontando por eficiencia) aún durará muchos días.
@jonk Estoy de acuerdo contigo. Mi punto principal es el circuito para ponerlo todo junto. ¿Tienes alguna muestra? Estaba pensando en usar bq2512x, pero parece muy 'avanzado'.
Realmente no tengo una recomendación o circuito específico aquí. Por lo general, TI tendrá una placa de demostración de algún tipo que utilice la pieza. Podrías buscar uno de esos. Pero no estoy preparado para intentar un diseño para ti. Dado el panel solar, la batería y la carga, creo que está en una buena posición y no tiene que equilibrar cuidadosamente las compensaciones. Incluso una conversión relativamente ineficiente a la batería es probable que funcione bien. Así que tienes opciones, creo.
Su fuente solar tiene poder para desperdiciar; por lo tanto, solo proteja la batería contra la sobrecarga. La mayoría de las funciones bq2512 son irrelevantes, por lo que son confusas.

Respuestas (1)

En primer lugar, la energía que obtendrá del panel solar dependerá en gran medida de dónde lo monte y en qué dirección esté orientado. Debe suponer que 0,5 W es la potencia máxima que obtendrá de ese panel en un día soleado (en algún lugar cerca del ecuador) con el panel mirando hacia el sol. Por lo tanto, reduzca la potencia del panel en consecuencia. Suponiendo que sea bueno en ese sentido, deberá tener en cuenta las ineficiencias del cargador de batería, la batería en sí (resistencia interna, eficiencia culómbica, autodescarga).

Ahora para el BQ2512X: la hoja de datos (slusbz9b/slusbz9b.pdf en el sitio web de TI) proporciona muy claramente un esquema de referencia junto con las pautas de diseño también. Sin embargo, este chip está diseñado para un sistema de voltaje de entrada fijo (electrónica de consumo), por lo que el voltaje de entrada debe ser >3V. El sistema debe elegir la corriente de carga de la batería utilizando el tal que el voltaje del terminal del panel se mantenga por encima de 3V. Esto significa que necesitará una MCU dedicada que se comunique con el BQ a través de I2C. Además, supongo que sabe que el BQ solo está disponible en un paquete BGA, lo que puede eliminar la posibilidad de soldar a mano un prototipo.

En resumen, el BQ probablemente no sea el mejor chip para este trabajo. También es posible que desee considerar obtener un panel con un voltaje de terminal más alto, pero una potencia similar.

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