使用LT3652的MPPT太阳能充电控制器

几乎每个基于太阳能的系统都有一个与其相关的电池，该电池必须由太阳能充电，然后电池的能量将用于驱动负载。锂电池充电有多种选择，我们还构建了一个简单的锂电池充电电路先前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结构，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是一种常用于太阳能充电器的算法。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，对它们进行比较，以确定面板可以提供的最佳功率来给电池充电。无论在何种情况下，无论是在阳光充足还是较差的情况下，MPPT充电控制器都会使用最大功率输出因数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功率输出下降时，电池充电电流也会减少。

因此，在恶劣的阳光条件下，电池会根据太阳能电池板的输出不断充电。在普通的太阳能充电器中通常不是这样。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。每当太阳能电池板不能提供适当的电流输出时，电压就会显著下降，负载电流不会改变并穿过短路电流额定值，从而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，充电会完全停止。但MPPT允许即使在恶劣的阳光条件下也能给电池充电通过控制电池充电电流。

MPPT就在附近90-95%有效在转换中。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，我们将建立用于锂电池的太阳能MPPT充电器并检查输出。您也可以查看基于物联网的太阳能电池监测我们监测安装在太阳系中的锂电池的一些关键电池参数的项目。

MPPT充电控制器-设计注意事项

这个MPPT充电控制器电路我们在这个项目中设计的肉将有以下规格。

1. 它将为2P2S电池充电（6.4-8.4V）
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。

建筑MPPT控制器所需的组件

1. LT3652驱动程序
2. 1N5819-3个
3. 10k罐
4. 10uF电容器-2个
5. 绿色LED
6. 橙色LED
7. 220k电阻器
8. 330k电阻器
9. 200k电阻器
10. 68uH电感器
11. 1uF电容器
12. 100uF电容器-2个
13. 电池-7.4V
14. 1k电阻器2个
15. 套筒套筒

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。您可以点击它以获得完整的页面视图，从而获得更好的可见性。

电路使用LT3652型这是一个完整的单片降压电池充电器其在4.95V至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都是4.95V到32V。LT3652提供了恒流/恒压充电特性它可以通过电流感测电阻器进行编程，最大充电电流为2A。

在输出部分，充电器采用3.3V浮动电压反馈参考，因此任何高达14.4V的期望电池浮动电压都可以通过电阻分压器进行编程。LT3652还包含一个使用简单电容器的可编程安全定时器。它用于达到所需时间后的充电终止。检测电池故障很有用。

LT3652需要MPPT设置，其中可以使用电位计设置MPPT点。当LT3652使用太阳能电池板供电时，输入调节回路用于将电池板保持在峰值输出功率。调节的维持位置取决于MPPT设置电位计。

所有这些都与原理图有关。VR1用于设置MPPT点。R2、R3和R4用于设置2S电池充电电压（8.4V）。设置电池电压的公式可以由-

RFB1=（VBAT（FLT）•2.5•105.)/3.3和RFB2=（RFB1•（2.5•105.))/（RFB1-（2.5•105.))

电容器C2用于设置充电定时器。可以使用以下公式设置计时器-

tEOC=CTIMER•4.4•106.（以小时为单位）

D3和C3是升压二极管和升压电容器。它驱动内部开关并促进开关晶体管的饱和。升压引脚的工作电压为0V至8.5V。

R5和R6是电流感应电阻器并联连接。充电电流可以使用以下公式计算-

RSENSE=0.1/icg（最大值）

示意图中的电流感应电阻器选择为0.5欧姆，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是输出滤波电容器。

直流桶形插座的连接方式是，如果将适配器插座插入适配器插座，太阳能电池板将断开。在无充电条件下，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

对于上述讨论MMPT电路，我们设计了MPPT充电器控制器电路板如下所示。

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散热片。这是使用GND铜平面并在该焊料平面中放置过孔来创建的。

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太阳能充电器项目上述电路的PCB布局也可作为Gerber从链接下载。

• 下载用于MPPT太阳能充电器的GERBER

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完成PCB非常容易，只需按照以下步骤操作-

步骤1：进入网址：www.pcbgogo.com，如果这是你第一次，请注册。然后在PCB原型选项卡中，输入PCB的尺寸、层数和所需的PCB数量。假设PCB是80cm×80cm，您可以设置如下所示的尺寸。

第2步：点击继续立即报价按钮您将进入一个页面，如果需要，可以设置一些额外的参数，如使用的材料轨道间距等。但大多数情况下，默认值都可以正常工作。我们在这里唯一需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，而我们的PCB只需要5美元。然后，您可以根据自己的需求选择一种首选的运输方式。

步骤3：最后一步是上传Gerber文件并继续付款。为了确保流程顺利，PCBGOGO在继续付款之前验证您的Gerber文件是否有效。通过这种方式，您可以确保您的PCB是制造友好的，并将以承诺的方式送达您。

组装PCB

板被订购后，几天后，它通过快递送到了我手中，放在一个标签整齐、包装良好的盒子里，和往常一样，PCB的质量非常棒。我收到的PCB如下所示。正如您所看到的，顶层和底层都如预期的那样。

过孔和焊盘的尺寸都是合适的。我花了大约15分钟的时间组装到PCB板上，得到了一个工作电路。组装好的电路板如下所示。

测试我们的MPPT太阳能充电器

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

使用2P2S电池（8.4V 4000mAH）进行充电。整个电路在中等阳光条件下进行测试——

连接完所有设备后，当阳光条件合适时，MPPT将被设置，电位计将被控制，直到充电LED开始发光。电路工作得很好，详细的工作、设置和解释可以在下面链接的视频中找到。

希望你喜欢这个项目并学到一些有用的东西。如果您有任何问题，请在下面的评论部分留下。您也可以使用我们的论坛以便回答您的其他技术问题。