Контроллер зарядки АКБ от СБ с КПД=99%

[ForcePoint]

Появилась идея сделать контроллер с максимальным КПД, т.е без использования преобразователей. Суть такова, чтобы контроллер соединял АКБ непосредственно с СБ, а когда напряжение на нем достигнет 4,2 В - через стабилизатор, дабы АКБ не накрылся медным тазом от переизбытка напряжения. Ведь 80% заряда происходит до того, как АКБ наберет 4,2 В, а непредсказуемая погода требует экономичности в этих вопросах, чтобы максимально сократить время зарядки и наилучшим образом использовать солнечную батарею.

КПД зарядной цепи - да, но не КПД системы в целом. У СБ есть такое понятие как точка максимальной мощности (на перегибе ВАХ СБ) и она разная для разной освещённости. Промышленные приблуды отслеживают сей факт, называется MPPT (maximum power point tracking).

[DmFil]

Я собрал такую схему (показана только та часть которая сдесь обсуждается).

СБ 12 В. 1 А. (напряжение х.х. 21 В.)
Заряжает 4 последовательно включенных Li-ion АКК. 2500 мА*Ч (наминалы резисторов подобраны под это)
Зарядный ток контролировать не надо т.к. СБ больше 1 А. не даст.
Если заряжать 1 АКК., то придется светодиод убрать (напряжения не хватит)
Схема хороша тем, что почти ничего не потребляет пока напряжение не достигло 4.2 В

[gary2007]

Понижающую топологию без дросселя - вам же ток не надо ограничивать я так понимаю. За период ШИМ измерять среднее значение напряжения и согласно ему уже регулировать. Тогда ниего греться не будет в режиме ограничения напряжения. И не думаю что кпд в режиме заряда сильно упадет

Это вообще идеальный вариант, надо будет над ним подумать.

У СБ есть такое понятие как точка максимальной мощности (на перегибе ВАХ СБ) и она разная для разной освещённости

Это есть такое, но это уже перебор для такой простой схемки, но частично это будет определяться выбором напряжения х.х. СБ и для моего варианта будет где-то близко к максимальному.

Я собрал такую схему (показана только та часть которая сдесь обсуждается)

Непонятно как регулирование идет.
И почему такое большое напряжение х.х.?

[DmFil]

Непонятно как регулирование идет.
И почему такое большое напряжение х.х.?

Регулирование никак не идёт.
Пока напряжение на АКК не достигло 4.2 В СБ накоротко соеденина с АКК.
После достижения 4.2 В. (соотношение R4 - R6) заряд прекращается и возобновляется при напряжении заданным ПОС ( величина R2).
Если R2 удалить то ПОС не будет и напряжение на АКК будет стабилизироваться на уровне 4.2В

СБ стандартная (36 элементов последовательно)
Uxx ~ 21V
U при максимальной мощности ~ 16В
I кз ~ 1.3 A
при освещенности 1000 Вт/м2 (полное солнце)
СБ с такими параметрами обычно называются: "на 12В."

Собственно это схема линейного стабилизатора напряжения слегка модифицированная.

[ForcePoint]

Это есть такое, но это уже перебор для такой простой схемки, но частично это будет определяться выбором напряжения х.х. СБ и для моего варианта будет где-то близко к максимальному.

Это я к тому, предполагаемый выигрыш м.б. нивелирован. А значит - ничего делать вообще не надо...

[gary2007]

Регулирование никак не идёт.
Пока напряжение на АКК не достигло 4.2 В СБ накоротко соеденина с АКК.
После достижения 4.2 В. (соотношение R4 - R6) заряд прекращается и возобновляется при напряжении заданным ПОС ( величина R2).
Если R2 удалить то ПОС не будет и напряжение на АКК будет стабилизироваться на уровне 4.2В

Интересная схема, надо будет ее попробовать.
Меня грызут смутные сомнения, что в случае зарядки одного АКБ хватит напряжения для раскачки мосфета.

[DmFil]

Интересная схема, надо будет ее попробовать.
Меня грызут смутные сомнения, что в случае зарядки одного АКБ хватит напряжения для раскачки мосфета.

Да, напряжение на пределе. Надо будет подобрать мосфет. И ещё ТЛ431 меньше ~1.5В не даёт. Может можно придумать как взять напряжение "снизу" ТЛки.

[niXto]

Если нужен КПД выше 50% - только на базе контроллера http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:8700:32#32 или хотя бы SPV1040 и др. аналогичных, работающих по принципу "изменение на ступеньку и наблюдение"

[gary2007]

по принципу "изменение на ступеньку и наблюдение"

Вы это имеете ввиду, так называемый экстремальный регулятор мощности (ЭРМ)?

ЭРМ использует известный в математике шаговый способ поиска экстремума. Алгоритм работы ЭРМ при этом состоит в следующем:

- вычисляется и запоминается значение мощности генерируемой СБ;

- ЭРМ, воздействуя на силовые преобразующие устройства СЭП, изменяет (увеличивая либо уменьшая) напряжение СБ на некоторое значение;

- вычисляется значение мощности, генерируемой СБ при измененном напряжении;

- сравниваются запомненное и вновь вычисленное значения мощности СБ.

Если в результате изменения напряжения СБ ее мощность возросла, то на следующем цикле (шаге) работы ЭРМ изменение напряжения СБ производится в прежнем направлении, если, наоборот, уменьшилась - меняется на противоположное.

http://www.ntpo.com/patents_electric...icity_16.shtml

[niXto]

Да. Он же Perturb and observe

http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum...point_tracking