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[参考译文] SM72442:串联太阳能电池板的 Mpptp 充电问题。

Guru**** 2384120 points
Other Parts Discussed in Thread: SM72295, SM72442
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/938826/sm72442-mppt-charging-issues-with-series-connected-solar-panels

器件型号:SM72442
主题中讨论的其他器件:SM72295

您好!

我将使用 SM72442和 SM72295来创建仅降压 MPPT 控制器。 我在 AN-2121原理图上对我的设计进行了建模。 我的原理图的第二个修订版作为 ZSCH-0004-RevB 附在下面。 第一个原理图的感测线路上有太多噪声、无法正常运行、第二个电路板设计减少了这些问题。  

首先、我将简单介绍一下我尝试使用这些产品的目的。 我正在尝试使用 SM72442和 SM72295创建仅降压 MPPT 太阳能充电控制器、该控制器将使用我们的太阳能电池板为多种类型的12V 和24V 电池充电。 我们制造的太阳能电池板的 VMP 通常介于18V 和21V 之间。 因此、可使用单个面板为降压配置中的单个12V 电池充电。 我正在构建的此充电控制器的主要要求是、它必须接受高达100V 的输入电压(太阳能)(即4个串联面板)、并支持高达36V 的输出电压(电池)(即2个串联电池)。  

在我的第二个设计(修订版 B)中、我将为并联面板获得良好、高效的充电。 我能够在太阳能输入上看到特征锯齿波形、并且电流稳定。 我注意到、尽管我们的最大额定功率大约为18V 或更高、但通常控制器稳定的电压接近15V、并且通常低于15V。 我无法确认这是因为我们的面板相对于太阳的入射角还是其他因素。 但是、通常情况下、该控制器适用于12V 电池上的并行面板。

当我尝试串联面板并尝试为12V 电池充电时、情况会有所不同。 只要将面板串联、电流就会接受这种非常参差不齐的波形、电压就会出现倒置 U 形波形、如附件图像所示。 (在这些图像中、黄色是由电感示波器拾取获得的电池电流波形、绿色波形是太阳能电压。 我观察到、随着电池板电压的增加、电池的平均电流将基本保持不变。

这种行为是由噪声还是其他因素造成的? 正如我之前所说的、在 Rev A 设计中、我遇到了类似的情况、但由于噪音问题、我遇到了更糟糕的情况。 我认为这次我在布局方面做得好得多、将电源接地端和数字接地端分开、并将接地层置于电流感应走线下方一直到电流感应电阻器。 我已附上 PCB 设计顶部(紫色)、第二层(橙色)、第三层(绿色)、底部(蓝色)的4层图像、其中两个 IC 大致以红色标出。

非常感谢您在该设计中为我提供的任何帮助。 我现在正在第三块 PCB 上工作、但这些充电问题正在阻止我的进度、让我考虑一条不同的前进道路。 我真的想将这些芯片组用于我们的这个控制器和未来的充电控制器、但是如果这个问题不能解决、我将被迫创建我自己的 MPPT PWM 波形、我可以自行调节。  

我还有一个关于 SM72442的问题。 是否有任何方法可以控制器件输出的占空比、或者有任何其他方法可以改变器件查找最大功率点的方式? 我担心的是、我对器件搜索最大功率点的方式没有任何控制。 我知道这是器件的一项功能、因为我不必自己进行任何控制、但在这种情况下、似乎器件很难找到最大功率点、因此我可以自行更改内容并查看内容 控制器的反应。

如有需要、请通过下面的电子邮件直接向我发送电子邮件。 此外、我尝试上传的某些图像可能存在一些问题。 如果是 necessary.e2e.ti.com/.../ZSCH_2D00_0004_2D00_RevB.pdf、我可以通过电子邮件将其发送给服务代表

谢谢、

奥斯汀福克斯

afox@zampsolar.com

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    尊敬的奥斯汀:

    感谢您使用我们的器件进行设计。  这是一个复杂的设计、我们需要一些时间进行审查。  请等待几天、我们将在本周星期五之前返回给您。

    我有几个问题、希望您在我们进行调查时能够澄清。

    • 当您串联连接面板时、互连电缆的长度是多少?   
    • 为什么要将面板串联、同时可以并联、并且看起来可以提供良好的性能
    • 您能向我们展示一些关键波形来显示问题吗?  我想查看 VSOLAR (TP30)电压波形以及 VBAT、HSA 和 HSB。  请显示视图并放大波形。  

    请注意、SM72442用于使用单个面板运行。  这是因为每个面板的 MPPT 操作点略有不同。  面板之间的不匹配会影响整体性能。 并联时、电池板电压相同、但它可能不是两个电池板的理想 MPPT 电压。  这只是它们之间的妥协。   串联时、它们的电流必须相同、但它可能不是理想的 MPPT 操作点。 串联起来、恐怕互连电缆会引入更多的阻抗 来影响 MPPT 稳定点。   

    谢谢、

    应用工程学 Yohao Xi

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    您好!  

    来回答您的问题

    • 当您串联连接面板时、互连电缆的长度是多少?   

    我已经用不同的长度尝试过这种方法。 有的长达大约20英尺、但我也测试了小于5英尺的距离。 今天、我在太阳能电池板引线的末端串联了这些电池板。 这提供了非常相似的性能、其中并行连接产生的电流是串联连接的1.5倍左右

    • 为什么要将面板串联、同时可以并联、并且看起来可以提供良好的性能

    我希望串联面板、因为此设计适用于可接受高达100V 输入电压的充电控制器。 增加电压并进而减小太阳能侧的电流、从而使接线更小、这是非常有益的。

    • 您能向我们展示一些关键波形来显示问题吗?  我想查看 VSOLAR (TP30)电压波形以及 VBAT、HSA 和 HSB。  请显示视图并放大波形。  

    这里是波形

    太阳能=绿色、电池=黄色

    HSA =绿色、HSB =黄色

    HSA/HSB 已缩放

    我不知道该器件只能在一个面板上运行。 我没有从阅读数据表和参考设计中获得这些信息。  

    谢谢、

    奥斯汀

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    尊敬的奥斯汀:

    感谢您提供波形。  MPPT 可与多个串联面板一起工作、但您的互连不应引入过多的电缆阻抗、因为过多的阻抗会使 I-V 曲线四舍五入、从而可能会使 MPPT 算法失败。  

    它看起来是常规 MPPT 操作。  这三个步骤是 MPPT 算法操作。 SM72442具有非常简单的算法: 扰动和观测。  在 MPPT 处、电路以这三步方式运行。  因此、您的电路现在运行良好。

    谢谢、

    Youhao。