Carregador solar com Buck Regulator

Victor_Silva173 · 5 de junho de 2021

Eu tenho uma placa solar pequena somente para carregar uma bateria para variados usos, mas a placa tem uma potência muito baixa, e quero extrair o máximo de potência possível ao mínimo custo. Não vou usar um controlador mppt por ser exagero para algo pequeno, então comprei um regulador buck para extrair mais potência do painel solar, que é e 18v, para uns 12v da bateria de lítio, mas não funcionava n importava o que eu fizesse, então vi que a tensão do painel abaixava ate a tensão da bateria e o regulador n fazia praticamente nada, ai eu comecei a pensar como fazer funcionar, e fiz vários circuitos,com op amps mas era muito instáveis, ai cheguei num circuito que funciona melhor até agora, na imagem anexada tá aí:

Não é um Mppt mas aumentou um pouco o desempenho do painel, ajustando o potenciômetro, mantem uma tensão constante na entrada, o led de carga da saída é um um meio de backup, pois o feedback é por volta de 1,25v. Se alguém tiver um circuito melhor para tirar mais eficiência do painel, por favor indiquem, eu até pensei em em colocar um resistor variável com temperatura no painel para corrigir a queda de tensão com a temperatura, mas fica muito complicado de fazer.

Quem quiser usar esse circuito pode usar um 7805 para alimentar o feedback em vez do resistor e os valores podem mudar dependendo do circuito do regulador buck. Em um painel com tensão mais alta deve ser bem melhor usar esse circuito.

Enfimm só vim compartilhar isso pois deu trabalho para eu achar essa solução além de eu n vê ninguém usando algo parecido com isso, só em um vídeo gringo que vi algo assim.

alexandre.mbm · 6 de junho de 2021

1 hora atrás, Victor_Silva173 disse:

a placa tem uma potência muito baixa, e quero extrair o máximo de potência possível ao mínimo custo

Qual é a especificação dessa placa?

1 hora atrás, Victor_Silva173 disse:

comprei um regulador buck para extrair mais potência do painel solar, que é e 18v, para uns 12v da bateria de lítio

Pack 3S

3.4V × 3 = 10,2 V (descarregado)

4.2V × 3 = 12,6 V (carregado)

1 hora atrás, Victor_Silva173 disse:

o led de carga da saída é um meio de backup, pois o feedback é por volta de 1,25v

Como assim, backup?

1 hora atrás, Victor_Silva173 disse:

vim compartilhar isso pois deu trabalho para eu achar essa solução além de eu n vê ninguém usando algo parecido com isso

Você pode dar uma explicada?

Pelo que entendi você não copiou o circuito, você o idealizou "matutando".

1 hora atrás, Victor_Silva173 disse:

só em um vídeo gringo que vi algo assim

Qual é o vídeo?

Victor_Silva173 · 6 de junho de 2021

@alexandre.mbm

33 minutos atrás, alexandre.mbm disse:

Qual é a especificação dessa placa?

Pack 3S

3.4V × 3 = 10,2 V (descarregado)

4.2V × 3 = 12,6 V (carregado)

Como assim, backup?

Você pode dar uma explicada?

Pelo que entendi você não copiou o circuito, você o idealizou "matutando".

Qual é o vídeo?

No caso estou com uma placa de 20w, bem pequena, backup no caso seria para quando, se por algum motivo o mosfet n fechar e passar muita tensão para o feedback, danificando o ci da placa Buck. estou usando um módulo Xl4016e1 e no pino de feedback eu conecto esse circuito. Eu só tinha visto no YouTube uma única vez a aplicação desse circuito, aí copiei basicamente igual, só algumas modificações já que n tem muitos componentes, n sei mais qual o vídeo, nunca mais achei. Eu já tinha feito por mim mesmo com Op amps meu próprio circuito, mas ele fazia um ruído estranho e ficava oscilando, pois o ganho era muito alto, ai era basicamente algo digital, com esse circuito é mais analógico e estável, já que fica basicamente no limiar de acionamento do FET.

.if · 6 de junho de 2021

Perdão mas não entendi a relação do seu circuito com a eficiência do sistema que é o carro chefe em sistemas solares. No caso um simples e minimalista regulador chaveado step down seria o mais indicado

Victor_Silva173 · 6 de junho de 2021

@.if

1 hora atrás, .if disse:

Perdão mas não entendi a relação do seu circuito com a eficiência do sistema que é o carro chefe em sistemas solares. No caso um simples e minimalista regulador chaveado step down seria o mais indicado

mas é isso, só um step down não funciona, o painel tem corrente constante, se o regulador step down pegar mais corrente que o painel aguenta, a tensão baixa e perde eficiência, esse circuito vai para o pino feedback do step down para manter a tensão do painel constante, no meu caso por volta de 17v, caso não use esse circuito o step down, desce a tensão do painel até uns 13v, sendo que sai 12,6 para as baterias. Controladores mppt acham a tensão ideal para maior potência. Esse circuito não tem um desempenho de um mppt, mas chega perto, eu tive ganhos de ±uns 15% em corrente usando isso, posso ganhar mais se eu reduzir as perdas do cabo do painel solar, já que está muito distante.

alexandre.mbm · 6 de junho de 2021

@.if , eu estou entendendo é quase nada, apesar de ter visto algumas "atenções" no Google para o tal feedback.

A intenção do @Victor_Silva173 parece ser boa, ao nos trazer o esquema na lata. Mas pra mim ele não me serve, pois eu não costumo investir no que eu não entendo.

Por isso eu pedi explicações (entendimentos) técnicos.

Ainda não vieram...

Estou sem tempo para alimentar o tópico com pesquisa até encontrarmos uma possível fundamentação.

.if · 6 de junho de 2021

Numa análise rápida, o circuito dele se comporta como um comparador: tensão abaixo de determinado valor acende os leds e dá uma realimentada de 1.2V pro sistema. Lembrando que ele fica consumindo o tempo todo o que de certa forma contradiz o enunciado...

22 horas atrás, Victor_Silva173 disse:

a placa tem uma potência muito baixa, e quero extrair o máximo de potência possível ao mínimo custo

ok...

19 horas atrás, Victor_Silva173 disse:

com uma placa de 20w

... há alguma coisa de sobra. Meu voto continua indo pro step down. No pico consegue algo maior que 1A em 14V

Victor_Silva173 · 7 de junho de 2021

19 horas atrás, alexandre.mbm disse:

@.if , eu estou entendendo é quase nada, apesar de ter visto algumas "atenções" no Google para o tal feedback.

A intenção do @Victor_Silva173 parece ser boa, ao nos trazer o esquema na lata. Mas pra mim ele não me serve, pois eu não costumo investir no que eu não entendo.

Por isso eu pedi explicações (entendimentos) técnicos.

Ainda não vieram...

Estou sem tempo para alimentar o tópico com pesquisa até encontrarmos uma possível fundamentação.

Foi mal pela falta de habilidades em edições, mas o circuito completo fica como na imagem abaixo, os dois são ligados na entrada, no caso do painel solar. O circuito do qual eu apresentei funciona como um divisor de tensão no gate do mosfet, mantendo ele fechado à tensões acima de 17 (por conveniência), e quando a tensão abaixa para menos de 17, o mosfet começa a abrir e deixar passar corrente pelo led que vai ao feedback do step down, diminuindo o chaveamento do mesmo, aliviando a consumo e aumentando a tensão de entrada até o mosfet fechar e deixar de passar tensão no feedback. É o mesmo principio para circuito de corrente contante, mas nesse caso é tensão de entrada constante, melhorando a eficiência do step down nesse caso, onde o painel fornece uma corrente limitada. eu gosto de experimentar vários circuitos para aprender sobre, já testei isso com comparadores e não tive resultados bons, como ele fazia tudo de forma meio digital, fazia muito ruido, esse circuito funciona de forma linear e estável. No meus testes, com tensão de entrada ajustada para 16,5, e na saída 12,6, dia nublado, painel fornece no máximo 1,1A, coloquei uma lâmpada de 20w automotiva, consome +-2A, conectando direto no painel ela mal ascende no dia nublado, tensão cai para menos de 2v, com todo o circuito ela ascende fortemente, mantendo os 16,5 na entrada mas só uns 5v na saída, no sol forte o painel consegue ascender a lampada por si so a uns 4-6v mas com o circuito a lampada ascende a uns 9-10v quase em brilho máximo, poderia conseguir mais se eu tivesse menos resistência de fio, ja que são 20m de fio vindo do painel, tem uma resistência enorme, que impede do circuito puxar mais corrente sem que a tensão caía, mas isso pode ser resolvido com um fio mais curto e grosso.

é um resistor de alto valor, mesmo que tenha um consumo constante, são apenas alguns poucos ma, o divisor de tensão eu uso valores muito altas, ja que o gate é basicamente um capacitor, e eu só preciso de pouca corrente para conseguir um valor acima de 1,2v, se fosse uma painel de baixa corrente, tipo menos de 500ma, não faria sentido algo assim, ganhos seriam muito pouco ou nenhum, mas para altas potências eu poderia ganhar muito mais, principalmente se for um painel de 36v ou dois de 18 em série.

ah, e por sinal, com comparadores isso não funciona, eles fazem o step down instável e faz ruídos de chaveamento, já que ele manda muita tensão repentinamente, ele desliga o buck, invés de reduzir o duty cycle, com o mosfet trabalhando de forma linear, não há instabilidades no chaveamento.

.if · 7 de junho de 2021

O que você faz é basicamente em dia nublado reduz a tensão da entrada do step down, é isso? O step down num tá nem aí com isso pois ele funciona até 40V. Independente da v de entrada ele quer manter o valor de saída que é o + importante pra bateria. Como 20W é mixaria e este não aumenta, claro, este número já vai limitar a corrente de carga dela que não necessariamente precisa ser constante. Pro caso de maximização da eficiência penso que neste caso seu sistema age negativamente... se bem que nem entendi direito o ganho dele .. enfim...

Mas sim seu experimento é válido no sentido de aprender o funcionamento de circuitos. Me identifico com ele e você pois não usou matemática - apesar que neste caso ela é uma ferramenta ligeiramente interessante.

Quando à espessura do fio, sim também é teoricamente válida sua preocupação mas na prática devido à baixa potência e corrente envolvidos penso que um fio + grosso não deve somar muito à questão.