Как автоматически регулировать TP4056 для максимального извлечения солнечной энергии

Я использую солнечную панель (6 В - 600 мА при пиковой мощности) для зарядки литий-ионной (3,7 В) батареи с помощью TP4065. TP4065, который я использую, имеет следующую конфигурацию:

Где значение резистора Rprog определяет зарядный ток.

Проблема в том, что ток, который выдает солнечная панель, пропорционален полученному свету, и единственный способ продолжать извлекать максимальную мощность из солнечной панели - это отрегулировать нагрузку, чтобы поддерживать напряжение на солнечной панели около 6 В, которое в моем случае контролируется. уменьшая зарядный ток.

Какова была бы лучшая схема для автоматической регулировки резистора Rprog для поддержания постоянного напряжения TP4056 Vcc на уровне около 6 В?

Вот пример кривой IV солнечной панели, показывающей напряжение, при котором извлекается максимальная мощность.

Вот характеристика зарядки TP4065

ОБНОВЛЕНИЕ 13-02-2015

Напряжение на контакте PROG варьируется от 1 до 0,2 В.

Мой проект будет использовать микроконтроллер Arduino. Я мог бы использовать Arduino для контроля напряжения солнечной панели и регулирования тока TP4056 с помощью следующей схемы:

Rprog и Rarduino будут иметь сопротивление 600 Ом, а конденсатор 100 мкФ и Rarduino будут действовать как фильтр нижних частот для аналогового выхода Arduino, который выдает 3,3 В 500 Гц ШИМ-сигнал.

Когда цифровой выход равен 0 В, TP4056 увидит сопротивление 1,2 кОм и будет вести себя нормально. При увеличении напряжения аналогового выхода напряжение на Rprog будет уменьшаться, что приведет к уменьшению тока на выводе PROG TP4056 и, наконец, к уменьшению тока зарядки аккумулятора.

Может ли это решение работать?

Мне нравится ответ, который вы много предложили. Я думаю, что это хорошая идея. Я хотел бы предложить небольшое изменение следующим образом:

Также, пожалуйста, проработайте угловые случаи и необычные обстоятельства, например, когда батарея разряжена, и arduino не может включиться. Зарядное устройство застрянет в режиме тока с нулевым зарядом? Может быть, стратегическое повышение или понижение где-то, или большой резистор параллельно с RPROG и крышкой 100 мкФ, чтобы обеспечить небольшой зарядный ток, даже когда ШИМ выключен.

Отличная работа!

McKenzie

В последнее время я смотрю на тот же вопрос. Мое решение немного отличалось от вашего:

Выбрав D10, D11, D12 в качестве OUTPUT / LOW или INPUT (High-Z, без подтяжки), я могу изменить Rprog от 16k (D10 / 11/12 все High-Z) до 1050 Ом (D10 / 11/12 все НИЗКИЕ) и через A0 следите за зарядным током, чтобы найти MPP.

Самое смешное, что из всех моих испытаний я обнаружил, что TP4056, кажется, выполняет MPPT сам, то есть, даже если вы установите Rprog слишком низким, Vprog, кажется, саморегулируется, чтобы поддерживать ток на MPP. Так что это будет означать, что просто установка Rprog на максимальный ток, который могут обеспечить солнечные панели, - это все, что нужно.

Кстати, это подтверждает мой эмпирический вывод, что я использовал простые модули TP4056 с моими складными солнечными панелями без каких-либо проблем в течение последних 2 лет. (Это немного разочаровывает, так как я взял на себя все усилия по созданию MPPT Arduino, просто чтобы узнать, что он мне действительно не нужен ...)

Я бы использовал другой чип. Однако, если вы хотите использовать это, вы можете попробовать эту схему. Установите текущее зеркало на место, чтобы настроить ток программы. Я предполагаю, что внутри, ток, протекающий через PROG, зеркально отражается (с усилением) для установки тока внешнего заряда. Итак, у вас есть источник тока, который увеличивает значение тока при увеличении VCC. Отрегулируйте R200, чтобы получить желаемый ток при том, что вы считаете минимальным VCC. При увеличении VCC ток заряда тоже будет расти.

Мне лень найти хорошую отправную точку для R200. Но если вы можете узнать, какое напряжение у PROG, то из таблицы вы можете определить коэффициент усиления тока и найти хорошую начальную точку для R200. Я думаю, что это будет как 47k-иш.

Вариации на это могут работать даже лучше. Например, если добавить источник опорного напряжения и компаратор или еще несколько транзисторов, вы могли бы на самом деле держать ток заряда привязанной в максимуме до VCC не опускалась ниже определенного уровня, то было бы отступить зарядный ток, чтобы поддерживать VCC на этом уровне. Но, на мой взгляд, когда вы достигаете такого уровня сложности, вы должны просто использовать микросхему, которая делает все это за вас, как bq24210.

Я открыт для дальнейшего обсуждения. Просто пометьте меня, чтобы привлечь мое внимание.

Я собираюсь сделать именно это. Я думаю, что конденсатор на Vin очень помогает, потому что, когда он заряжается, он потребляет меньше тока и перестает потреблять слишком большой ток от фотоэлемента, который является точкой, когда выходная мощность резко падает. Как только конденсатор опустится ниже 4 В, я полагаю, что TPS4056 отключится, пока крышка не будет заряжена достаточно высоко. Когда он заряжается до 4В, он действует как маховик.

Еще одна идея, о которой я думаю, это использование фоторезистора для Rprog.

Просто чтобы запомнить ... это зарядное устройство IC является линейным. Это означает, что если ваша батарея ~ 4 В, а ваша солнечная панель ~ 6 В, вы теряете около 2 В * тока в виде тепла. Даже если вам удастся извлечь максимум из панели, потери энергии велики. Подумайте об использовании переключающего регулятора или создайте свой собственный (с нуля) с помощью atmega, это простая схема и может иметь КПД около 90% в любом случае нагрузки. Веселиться.

Важнее ли максимальное извлечение солнечной энергии или Как правильно использовать TP4056? если максимальное извлечение солнечной энергии более важно, тогда все ваши схемы и все ответы пока неверны. Ваша солнечная панель 6 В даст вам 2-4 В в диммерном освещении, и вы не можете ожидать, что она полностью зарядит батарею 4,2 В в этой ситуации, поэтому ваше зарядное устройство не будет максимальным источником солнечной энергии, независимо от того, какое значение зарядки вы использовать.

Вместо этого вам нужен предварительный повышающий преобразователь с низким запуском и регулированием напряжения на 5В. сделано, вам не нужно беспокоиться ни о чем другом. не используйте микроконтроллер для такого простого зарядного устройства, оно тратит больше энергии, чем при тусклом свете. на самом деле, вы должны исключить TP4065 из уравнения, если максимальное извлечение солнечной энергии является наиболее важным.