MPPT太阳能充电控制器采用LT3652

几乎每一个基于太阳能的系统都有一个与之相关的电池，它必须从太阳能中充电，然后从电池中获得的能量将用于驱动负载。为锂电池充电有多种选择，我们之前也构建了一个简单的锂电池充电电路。但要用太阳能电池板给电池充电，最受欢迎的选择是MPPT或最大功率点跟踪器拓扑，因为它比PWM控制的充电器等其他方法提供了更好的精度。

MPPT是太阳能充电器中常用的一种算法。充电控制器测量面板的输出电压和电池电压，然后通过获得这两个数据，将它们进行比较，以确定面板可以提供给电池充电的最佳功率。在任何情况下，无论是在良好或恶劣的阳光条件下，MPPT充电控制器使用这个最大功率输出因子，并将其转换为电池的最佳充电电压和电流。每当太阳能电池板的输出功率下降时，电池充电电流也会减小。

因此，在恶劣的阳光条件下，电池根据太阳能电池板的输出不断充电。这通常不是在普通太阳能充电器的情况下。因为每个太阳能电池板都有一个最大输出电流额定值和一个短路电流额定值。当太阳能电池板不能提供适当的电流输出时，电压显著下降，负载电流不变，并越过短路电流额定值，使太阳能电池板的输出电压为零。因此，在恶劣的阳光条件下，充电完全停止。但MPPT通过控制电池充电电流，即使在恶劣的阳光条件下也能让电池充电。

mppt的转换效率约为90-95%。然而，效率也取决于太阳能驱动器温度、电池温度、太阳能电池板质量和转换效率。在这个项目中，我们将制作一个锂电池的太阳能MPPT充电器，并检查其输出。您还可以查看基于物联网的太阳能电池监测项目，我们在该项目中监测安装在太阳能系统中的锂电池的一些关键电池参数。

MPPT充电控制器-设计考虑

本项目设计的MPPT充电控制器电路将具有以下规格：

1.可以为2P2S电池(6.4-8.4V)充电

2.充电电流为600mA

3.它将有一个使用适配器的额外充电选项。

构建MPPT控制器所需的组件

•LT3652驱动

•1N5819 - 3件

•10k pot

•10uF电容器- 2个

•绿色LED

•橘色LED

•220 k电阻

•330 k电阻

•200 k电阻

•68uH电感器

•1超滤电容

•100uF电容器- 2个

•电池- 7.4V

•1k电阻2pcs

•Barrel socket

MPPT太阳能充电器电路图

完整的太阳能充电控制器电路可以在下图中找到。您可以单击它以获得完整的页面视图，以获得更好的可见性。

该电路使用LT3652，这是一个完整的单片降压电池充电器，在4.95V到32V的输入电压范围内工作。因此，太阳能和适配器的最大输入范围为4.95V至32V。LT3652提供恒流/恒压充电特性。它可以通过电流检测电阻编程，最大充电电流为2A。

在输出部分，充电器采用3.3V浮子电压反馈参考，因此任何所需的电池浮子电压高达14.4V可以用电阻分压器编程。LT3652还包含一个使用简单电容的可编程安全定时器。它用于达到所需时间后的电荷终止。对检测电池故障很有帮助。

LT3652需要MPPT设置，其中电位器可用于设置MPPT点。当LT3652使用太阳能电池板供电时，输入调节回路用于将面板保持在峰值输出功率。从哪里维持调节取决于MPPT设置电位器。

所有这些都与原理图相连。VR1用于设置MPPT点。R2、R3、R4用于设置2S电池充电电压(8.4V)。设定电池电压的公式可由-给出

电容器C2用于设置充电定时器。定时器可以使用下面的公式-来设置

D3和C3是升压二极管和升压电容器。它驱动内部开关，便于开关晶体管饱和。升压引脚从0V到8.5V工作。

R5和R6是并联连接的电流检测电阻。充电电流可以用下面的公式-来计算

原理图中的电流检测电阻选择0.5欧姆和0.22欧姆，并联产生0.15欧姆。使用上述公式，它将产生几乎0.66A的充电电流。C4、C5和C6是输出滤波电容。

直流桶插孔以这样的方式连接，如果适配器插孔插入适配器插座，太阳能电池板将断开连接。在没有充电的情况下，D1将保护太阳能电池板或适配器免受反向电流的影响。

太阳能充电控制器PCB设计

针对上述所讨论的MMPT电路，我们设计了如下图所示的MPPT充电器控制器电路板。

该设计具有必要的GND铜平面以及适当的连接过孔。然而，LT3652需要足够的PCB散热器。这是使用GND铜平面和在该焊料平面放置过孔创建的。

订购PCB

现在我们了解了原理图是如何工作的，我们可以继续为我们的MPPT太阳能充电器项目构建PCB。上述电路的PCB布局也可从链接下载。

现在我们的设计已经准备好了，是时候使用Gerber文件制作它们了。要从PCBGOGO获得PCB很容易，只需遵循以下步骤即可

第一步：登录，如果是第一次，就注册。然后在PCB Prototype选项卡中，输入PCB的尺寸，层数和所需PCB的数量。假设PCB为80cm×80cm，您可以如下所示设置尺寸。

步骤2：点击Quote Now按钮继续。你将被带到一个页面，在那里设置一些额外的参数，如果需要，如材料使用轨道间距等。但大多数情况下，默认值可以正常工作。我们唯一要考虑的是价格和时间。正如你所看到的，构建时间只有2-3天，我们的PCB只需要5美元。然后，您可以根据您的需求选择首选的运输方式。

步骤3：最后一步是上传Gerber文件并继续付款。为了确保付款过程顺利进行，PCBGOGO会在付款前验证您的Gerber文件是否有效。这样，您可以确保您的PCB是制造友好的，并将达到您的承诺。

组装PCB

电路板订购后，几天后，它通过快递送到了我手中，装在一个标签整齐、包装良好的盒子里，和往常一样，PCB的质量非常好。我收到的PCB如下所示如您所见，顶层和底层的结果都如预期的那样。

过孔和衬垫的尺寸都很合适。我花了大约15分钟组装到PCB板上以获得工作电路。组装板如下所示。

测试我们的MPPT太阳能充电器

为了测试电路，使用了一个额定电压为18V .56 a的太阳能电池板。下图是太阳能电池板的详细规格。

充电采用2P2S电池(8.4V 4000mAH)。完整的电路在中等日照条件下进行了测试

连接好一切后，在太阳条件合适时设置MPPT，控制电位器，直到充电LED开始发光。

本文编译自circuitdigest