Нужно заложить в устройство контроллер заряда свинцового аккумулятора 1-10А*ч от солнечной батареи.
Кто знает, как они работают, проконсультируйте:

1) Заявленное у солнечных батарей напряжение - это при макс. отдаче мощности, или на холостом ходу ?
2) На какие скачки напряжения следует рассчитывать - на случай, если на батарею попадёт солнечный зайчик с соседней крыши, или ещё кака аномалия ?
3) Как делают защиту от статики и грозы ? Искроразрядники на входных линиях ? Или ни как ?
4) Как принято заряжать свинцовый аккумулятор ? Без согласующего DC/DC, тупо током батареи, и по достижению нужного напряжения отключить ?
5) Что ещё я забыл учесть ?


Ответы из общих соображений понятны. Вопрос "как это принято делать".

Заранее спасибо !

Указано напряжение на ХХ при определенной мощности солнечной энергии (обычно 1000Вт/м2)
Есть еще ток короткого замыкания.
Легко можно найти в сети графики зависимости выходного напряжения от тока нагрузки.
Панели обычно достаточно инерционные штуки. Это в том числе и возврат выходного напряжения после короткого замыкания.
Электрически это источник тока. Схемно - диод.

Заряжать аккумулятор можно (как и в обычной жизни как угодно), если не жалко сам аккум. :-)
Можно просто подключить напрямую. Напряжение панели просядет с 23 до 13 В (режим короткого замыкания), потечет ток в зависимости от текущей освещенности. Надо будет вовремя выключить, когда при полном заряде напряжение превысит допустимое для данного аккумулятора.
Но правильно конечно DC/DC. Причем в начале - стабильный ток, потом стабильное напряжение. Эти вещи (ток и напряжение) указаны в ТУ на аккум.
Ну и знаменитый режим МРРТ. Это когда ток заряда подбирается так, чтобы работать на изломе нагрузочной хар-ки солнечной панели.
В этом режиме панель отдает максимальную мощность (ну если она вам нужна вся).

Это всё общие соображения, я их понимаю.
Мне нужна информация на уровне "в самых дешёвых из нормальных контроллеров делают так-то и так-то. А я делаю вот так потому что ... "

MiklPolikov, поясните пожалуйста - для чего КОНКРЕТНО Вам это нужно.
Есть куда послать, но тема довольно обширная, и не хотелось бы посылать Вас без надобности слишком далеко...( в смысле - глубоко).

В серийное устройство (GSM контроллер) нужно заложить автономное питание от солнечной батареи + свинцовый аккумулятор.
Выбор батареи и аккумулятора будет каждый раз разным.
Хочу сделать просто, дёшево, и не наступить ни на какие грабли.

MiklPolikov, при таких скромных запросах никаких "граблей" опасаться не надо... Правильно выбирайте солнечную панель из соображений достаточная мощность-цена-качество..., плюс любой простейший контроллер ( можно без МРРТ...) .
----------
Если хотите глубже вникнуть в суть, не пожалейте времени, прочтите вот это.... ( там очень много мусора - разбираться пришлось "вживую"), но результат - нормальный... - больше вопросов на эту тему не возникнет...
https://electronix.ru/forum/index.php?showt...t=0&start=0
https://electronix.ru/forum/index.php?showt...t=0&start=0

Наверное, с СБ входные клеммы, параллельно им ограничитель, параллельно ему NMOS и с него через диод на АКБ, с которой через делитель подключить любой подходящий супервизор, выходом которого управлять NMOS.

Plain, при копеечной цене на готовые контроллеры, теперь даже не знаю стоит ли их мастерить... Во - даже ток зарядки и нагрузки показывает...
https://ru.aliexpress.com/item/20A-Solar-Ch...f3ca6&tpp=1
--------
...и, насколько я понял, ТС паять контроллер и не планирует..., ему просто надо готовое в кучу собрать..

Автор говорил о защите, а шабашникам с ali это слово незнакомо — в СССР, например, тоже, не только секса не было, но и статического электричества, ограничители напряжения отсутствовали как понятие.

Можно подогнать LM317, чтобы давала "Float voltage". Примерно 13,8 В.
Ток можно при необходимости ограничить такой же LM317 в режиме ограничения тока. Получится "CC-CV".
Пожалуйста!

Если не важен максимальный КПД нужно просто подобрать солнечную батарею с нужной мощностью и подходящим напряжением. Например батареи 17 В на холостом ходу хорошо подходят для зарядки аккумуляторов 12В и поставить схему отсечки при достижении максимального напряжения.
Батарея будет заряжаться до 80 проц., но зато схема упрощается до одного диода и отсечки на мосфете и 431 шунте.

Ответ на 4 вопрос, пример от Microchip на MCU. Зарядка для разных типов аккумуляторов с MPPT
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001521A.pdf
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01467A.pdf
Кажется в тех схемах не был учтен диод, чтобы в отсутствии солнца батарея не разряжалась через панель.

А разве панель в этом случае не превращается в обратно смещенный диод?

Именно так, мне специалисты говорили, что ее можно не отключать. И даже подавать в эту точку напряжение.

Вот тут http://www.st.com/content/ccc/resource/tec....DM00034029.pdf в figure 2 нарисовано что диод будет в прямом смещении.

Легко гуглится solar panel blocking diode.
Об этом написано например здесь https://www.solar-facts.com/panels/panel-diodes.php.
Кроме этого на мощные панели соединенные последоватеьлно ставят bypas диоды, чтобы затененные панели не работали как резисторы и не рассеивали обратно в тепло то что сгенерили другие панели.

Использование импульсного преобразователя подразумевает погоню за КПД.
Для этого нужно не просто так цеплять преобразователь к батарее, а следить за отбираемым током и напряжением, что бы работать в максимуме отдаваемой батареей мощности. Т.е. нужно весь процесс
завязывать на МК, который будет измерять и рассчитывать.
Стало быть, без МК импульсный преобразователь смысла не имеет.
Получается выбор: либо хорошее , более затратное решение, либо дёшево и сердито с зарядкой напрямую током батареи.
На сколько разница между решениями будет заметна настоящему живому пользователю - не понимаю.
Возвращаемся к вопросу из первого поста : "теорию я понимаю, хочу понять, как делают люди"

Кстати, батарея это источник тока, характеристики отдаваемых тока и мощности выглядят так:

Наоборот. МК смысла не имеет в этой задаче. Все решается грамотно сделанным импульсным стабилизатором.
Задаемся максимальным напряжением на батарее ( 13.6-13.8 вольта в буферном режиме), максимальным током (мощностью) зарядки и охватываем стабилизатор небольшой петлей положительной обратной связи. Последнее даст работу в точке максимальной снимаемой с панели мощности.

Нет, не получится. Потому что ОС задаётся монотонной функцией (для простоты, считай линейной). А зависимость P(V) имеет максимум, который именно нужно искать "справа меньше" "слева меньше" "а по середине как раз". Так обратные связи не работают. Ну или приведите пример/предложите схему.

На "пальцах": допустим, мощность на выходе не преобразователя недостаточная. и обратная связь пытается увеличить ток. Как она поймёт, что
всё ещё приближается к максимуму, а не проскочила его ? Может быть, Вы хотите сделать в ПИД функции большую дифференциальную составляющую для отслеживания этого ?

MiklPolikov, вот Вы таки не прочли ссылки, которые я давал в посте #6...., а напрасно... - Вы сейчас хотите понимать с нуля то, что уже там написано...- Вы ещё месяц потеряете, а результат будет - копеечным....
Ну не хотите читать ссылки, хоть вот это посмотрите -
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
-----------
Вам не нужен полноценный МРРТ - мороки от него, в данном случае, гораздо больше , чем проку...

Ссылки прочёл, большое спасибо.
LT3652 - да, там как раз и реализован поиск максимума. Но, очевидно, не на примитивной ОС, а скорее всего там либо процессор, либо просто сложная логика. Потому и стоит 350р в опте. И в итоге даёт весьма тесный диапазон мощности и напряжения.
Вторая ссылка интереснее, т.к. там показан именно проц + дешёвые дискретные компоненты = возможность выбрать какие надо мощности и напряжения.

MiklPolikov, поверьте на слово - с солнечными панелями такая хрень - если солнце есть, то энергии Вам хватит за глаза..., если пасмурно - никакие МРРТ Вас не спасут... Причины очень просты - в пасмурную погоду ток панели уменьшается в 7-10 раз...., а самое крутое МРРТ даст выигрыш 10%.... , то есть - разы и проценты....
Постарайтесь сделать дёшево и сердито... - хоть в надёжности выиграете...
Возьмите за основу вот это...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
...Да, вроде туповатая с виду..., но работает как часы...
---------
Про вопросы из первых постов -
2) На какие скачки напряжения следует рассчитывать - на случай, если на батарею попадёт солнечный зайчик с соседней крыши, или ещё кака аномалия ?
....здесь опасаться нечего - "зайчики" на мизер могут увеличить ток панели.., и только...
3) Как делают защиту от статики и грозы ? Искроразрядники на входных линиях ? Или ни как ?
...алюминиевую раму панели можно заземлить...
--------
Кстати - а LT3652 , по моему, не ищет РЕАЛЬНЫЙ максимум, а привязывается к тому напряжению, которое укажешь делителем...

Вот, замечательно, именно такое обобщающее резюме я и ждал.

Да, это важно...., но доходит, почему-то, очень долго....

У всех получается, а вам матанализ помешает.
Преобразователь попытается увеличить ток ( до некоторого максимума, не бесконечно) только если напряжение панели растет. Т.е. увеличит отбираемую мощность. Как только от панели будет отбираться оптимальная мощность , напряжение на ее выходе расти перестанет.
Глубокий матанализ системы светодиод-кнопка - проклятие программистов. А тут нам достаточно простого закона Ома для полной цепи. Максимальная мощность развивается при равенстве внутренних сопротивлений генератора и нагрузки.
Можете прокатать простенькую модель в симуляторе. Нагрузка в виде генератора тока с ПОС по входному напряжению установится точнехенько равной внутреннему сопротивлению генератора.
КПД тут в теории не выше 50%, но энергия дармовая и за КПД системы никто не спросит. Главное - отобрать этой энергии из системы как можно больше.

Где вы это видите в характеристике ? "увеличиваем ток и напряжение растёт" ?! У панели ни где нет участка с отрицательным сопротивлением. если увеличивает ток, то напряжение падает.



Понимаю. Но не понимаю, как это сделать на простой аналоговой ОС

Так я же и пытаюсь объяснить, что при увеличении тока нагрузки входное напряжение упадет. Это приведет к прекращению роста тока. ПОС так работает.
Если же панель может отдать мощность побольше, то напряжение на ее выходе увеличится и автоматически увеличится отбираемый ток т.е. мощность.
Процесс постоянно стремится в какую-то равновесную точку.
Как реализовать? Ну, где-то в импульсном стабилизаторе есть датчик тока. Добавьте 1-2 транзистора так, чтобы с ростом входного напряжения датчик тока допускал амплитуду тока (мощность стабилизатора) побольше.
Еще проще - немного шунтировал напряжение от датчика тока.
----------
В свое время я достаточно долго провозился с экспериментальной панелью в 120 Вт. Все бы хорошо, да только солнце в комплекте к ней не продали. С ноября по март у нас его практически нет. Забросил мечту после тщательных промеров и набора статистики почти за два года.

MiklPolikov, да очень просто..., но, Вам всё же, читать лень...
Посмотрите как работает вторая схема из поста #19....- в основе понижающий DC-DC (автогенераторный)...
Dc-dc НАГРУЖАЕТ панель... , при этом напряжение на панели - ПОНИЖАЕТСЯ.... Как только напряжение на панели станет равным (или ниже) 17-ти Вольт ( паспортная точка максимальной мощности) - силовой ключ - ЗАКРЫВАЕТСЯ.... При этом - нагрузка на панель понижается, а напряжение на ней начинает РАСТИ..., что вновь заставляет включиться силовой ключ и вновь нагрузить панель.... Так и поддерживается напряжение на панели в районе 17-ти вольт...( графики по второй ссылке посмотрите)...

Варп, там, в сообщении 19, нарисован не DC-DC а какое-то недоразумение. Хотя, при попутном ветр...ярком солнце что-то оно регулировать будет пока С1 от пульсаций не расплавится. Проще было свести это просто к шунтовому регулятору на схеме мощного стабилитрона.
Классический DC-DC не будет зависеть от какого-то порога входного напряжения, он будет преобразовывать любое входное до требуемого. В данном случае требуемое - плавающая величина, она меняется в зависимости от состояния аккумулятора. Поэтому, DC-DC должен быть ТОКОВЫМ ( выдавать заданную мощность а не напряжение).

Егоров, зачем столько пессимизма? Вы же сами мне помогали... Вы просто не в курсе - я писал уже - всё вполне благополучно...На основе прототипа из сообщения 19, сделаны несколько вариантов более мощных контролеров ( 250 Вт, 24 Вольта) - благополучно работают второй год...Четыре контроллера, четыре панели... - суммарная мощность -1 Квт...
DC-DC здесь, если присмотритесь - самый, что ни на есть - классический, понижающий...
С1 в реальной схеме - три штуки параллельно... - живы, здоровы... ( ток панели - в районе 10-ти ампер...)


...Шунтовой регулятор - это вообще за гранью разумного... - а 250 Вт мощности куда девать???? Зачем шунтировать, если можно просто отключить????


Можно много чего наговорить, но посмотрите - схема из сообщения 19 делает ровно то, что нужно.... - она преобразует в ток зарядки любую доступную в данный момент мощность с панели...( реально - ток панели от 100 мА до 10 Ампер...)., при этом напряжение панели ВСЕГДА в точке максимальной мощности ( паспортной..., не об истинной МРРТ речь, по определению...)
-------------
...а схемы есть..., только не спрашивал никто...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
- красным - ток зарядки аккумулятора;
- голубым - напряжение на аккумуляторе;
- зелёным - напряжение на солнечной панели;
- синим - импульсы в затворе силового ключа.
И это не просто модель, а принципиальная схема реально собранного контроллера.

Практически ровно на отношение номиналов СБ и аккумулятора. Соответственно, чем больше это отношение, тем меньше разница в КПД между полноценным и упрощённым MPPT.

Последний реализуется любым подходящим импульсным понижающим стабилизатором, у которого в цепь ОС добавлен инвертор, т.е. который стабилизирует напряжение на СБ не ниже порога. И да, обычно этот инвертор сделан не как у варп на биполярном транзисторе практически в ключевом режиме, а значительно традиционнее и предсказуемее — на первом попавшемся ОУ и т.д.

Plain, Вы абсолютно правы. А что касается схем - опробованы все - начиная с микросхем для обратноходовых преобразователей и заканчивая действительно - компараторами на ОУ..., но сути это не меняет....
И раздражает другое - если учесть, что реальный КПД DC-DC трудно сделать многим больше 90%, то конечный выигрыш оказывается столь мизерным, что начинаешь задумываться - а оно вообще надо?

Каждый решает для себя. Чего тут раздражаться? А выигрыш от многих параметров зависит.

Варп, а ток силового ключа чем определяется? Сопротивлением проводов? Вы в схеме "импульсного" преобразователя разряжаете конденсатор заряженный до 19 вольт на аккумулятор 11 вольт. Плохо номиналы видно, но какой-то дросселек там явно долго, миллисекунды, ток не удержит
Зачем вся эта псевдоимпульсность? Тогда просто подключите аккумулятор через ключ и отключайте им батарею после полной зарядки.

Дык она определена для максимальной освещённости. Если считать освещённость константой, то искать максимум и не надо, он сразу известен.



Тогда в помойку LT3652, такой DC/DC делается самым примитивным образом.

максимум еще от температуры солнечной панели зависит, весьма сильно если Т=-60+60 например.

Примочка с поиском максимума мощности нужна не всегда. В первую очередь она бывает нужна если нужно оптимизировать массу солнечной панели или её стоимость при условии что точно известна ситуация с тенью- полутенью на панели. Это космич.аппараты низкой орбиты. Или бывает нужна когда вы зарабатываете каждый цент и лепестричество продаете как производитель.
Для случая непонятного режима освещенности (плохая погода с облаками неопределенно долгое время) у вас должен быть просто жутчайший избыток мощности СП по сравнению с потреблением полудохлого девайса-нагрузки , но в таком случае примочка мппт оказывается почти не нужна, а для надежности и стоимости скорее вредна, особенно в узком температурном диапазоне.
Гениальное творение китайцев - дачные светильники со светодиодом схемы мппт не содержат .
100500 миллионов китайцев не могут ошибаться

Егоров, повторюсь - преобразователь - классический понижающий... Вот он - узнаёте??? Сравните...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

----------
.... про ток силового ключа есть подробные разъяснения в теме по второй ссылке.... Что, здесь по-второму разу всё пересказывать?
--------
Ниже - архив модели... Сами помучайте.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
-----------

тау, вот я про то...

Всё что было надо я понял, DC/DC делать не буду, большое спасибо ответившим !

Т.к. тема перешла в теоретическую плоскость - продолжаю читать и высказывать чисто теоретические соображения.

по модели всё видно. Частота импульсов, а так же ток ключа и прочее и прочее определяются исключительно мощностью, выдаваемой панелью, и ёмкостью bulk конденсатора. Так как окончание импульса происходит, когда напряжение на панели упадёт ниже порога. А падает оно под нагрузкой и проседает по мере разряда конденсатора. Можно даже "обратную связь" отключить, мало что изменится.
И нет бы чтоб собрать годный дцдц - надо на рассыпухе городить гаражные поделки.

На такой схемотехнике можно даже не надеяться на КПД>60%. Если получилось - это исключительно удача и нужное кол-во припоя, нанесённое в точку пайки во время подходящей фазы луны. Для апологетов секты нормальных шим-контроллеров границ в КПД практически нет. Инфинеон сделал 3-киловаттную отладку с 400В до 48В 55А с КПД 98%, так-то.

Из своего опыта работы с солнечными панелями: если речь идёт об одной панели (сборке), а не массиве на всю крышу - достаточно просто ограничивать падение напряжения СБ под нагрузкой до величины из паспорта. Для моей СБ это было 17В (12-вольтовая СБ). Остальное мррт - это шаманство, пляски с бубном и выдавливание остатков майонеза из пустой пачки.

Меня вот заинтересовало: а если на одну панель солнце с нескольких зеркал собирать? Зеркала ведь дешевле панелей. Понятно, что будут наклонные лучи, но как с возможным перегревом? Не опасно?

Концентратор должен быть не абы каким, а хорошо продуманным. Должен обеспечить строго равномерное распределение света по всем элементарным ячейкам. Мне кажется, что с простой параболой равномерности не будет.
Потом расход энергии на слежение за солнцем, на систему охлаждения.

Панель и так под нагрузкой заметно греется, КПД ведь и у нее есть. Зимой они отдают намного больше. Увеличить световой поток - выйдут из строя.

батарея на солнце набирает 70 градусов буквально минут за 10 и КПД заметно падает , если их ещё и зеркалами...

А можно ссылку ? Для общего развития.
----------------
ЭТО уже вне темы. Рекомендуется такое в личной переписке уточнять.
Егоров

на форуме проскакивала рассылка от терраэлектроники или от компэла, но найти не могу сейчас. В течение последних 2 месяцев видел

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Tech...15608c10c4041f7

собственно..всё просто:
http://forum.cxem.net/index.php?/topic/125...им-контроллера/

скорее, Микроватт прав.

Долго искал, и всё-таки нашёл:
дешёвые микрропотребляющие микросхемы компаратор с гистерезисом + источник опоры.
tps3779
tps3700
Что бы не городить управление ключами на куче дискретных элементов.