Como autoregular um TP4056 para a extração máxima de energia solar

Estou usando um painel solar (6V - 600mA no pico de potência) para carregar uma bateria de íon de lítio (3.7V) usando um TP4065. O TP4065 que estou usando tem esta configuração:

Onde o valor do resistor Rprog determina a corrente de carga.

A questão é que a corrente fornecida pelo painel solar é proporcional à luz recebida e a única maneira de continuar extraindo a energia máxima do painel solar é ajustar a carga para manter a tensão do painel solar em torno de 6V, que no meu caso é controlada reduzindo a corrente de carregamento.

Qual seria o melhor circuito para ajustar automaticamente o resistor Rprog para manter o TP4056 Vcc a uma tensão constante de cerca de 6V?

Aqui está um exemplo de uma curva IV do painel solar mostrando a tensão na qual a energia máxima é extraída.

Aqui está a característica de carregamento do TP4065

ATUALIZAÇÃO 13-02-2015

A tensão no pino PROG varia entre 1V e 0.2V

Meu projeto usará um microcontrolador Arduino. Eu poderia usar o Arduino para monitorar a tensão do painel solar e regular a corrente TP4056 com o seguinte circuito:

O Rprog e o Rarduino teriam 600 ohms e o capacitor de 100uF e o Rarduino atuarão como um filtro passa-baixo para a saída analógica do Arduino que emite um sinal PWM de 3,3V 500Hz.

Quando a saída digital é 0V, o TP4056 verá um resistor de 1,2K e se comportará normalmente. À medida que aumentamos a tensão de saída analógica, a tensão em Rprog diminui, o que diminui a corrente no pino TP4056 PROG e, finalmente, reduz a corrente de carregamento da bateria.

Esta solução pode funcionar?

Eu gosto muito da resposta que você sugeriu. Eu acho que é uma boa ideia. Eu sugeriria apenas uma ligeira variação da seguinte forma:

Além disso, trabalhe nos casos de canto e em circunstâncias incomuns, como quando a bateria está descarregada, e o arduino não pode ser ligado. O carregador ficará preso no modo de corrente de carga zero? Talvez um pullup estratégico ou pulldown em algum lugar, ou um grande resistor em paralelo com o RPROG e a tampa de 100uF, assegurem uma pequena corrente de carga, mesmo quando o PWM está desligado.

Bom trabalho!

McKenzie

Ultimamente tenho observado a mesma pergunta. Minha solução foi um pouco diferente da sua:

Ao selecionar D10, D11, D12 como OUTPUT / LOW ou INPUT (High-Z, sem pullup), posso variar o Rprog de 16k (D10 / 11/12 todos High-Z) até 1050 Ohm (D10 / 11/12 BAIXO) e via A0 monitora a corrente de carregamento para encontrar o MPP.

O engraçado é que, em todos os meus testes, descobri que o TP4056 parece executar o MPPT em si, ou seja, mesmo se você definir o Rprog muito baixo, o Vprog parece se auto-regular para manter a corrente no MPP. Isso significa que apenas definir Rprog para a corrente máxima que os painéis solares podem fornecer seria tudo o que é necessário.

BTW, isso confirma minha descoberta empírica, tendo usado módulos TP4056 simples com meus painéis solares dobráveis sem problemas nos últimos 2 anos. (É um pouco decepcionante, já que eu me esforcei ao construir meu Arduino MPPT apenas para descobrir que eu realmente não preciso dele ...)

Eu usaria outro chip. No entanto, se você quiser usar este, pode tentar este circuito. Coloque um espelho de corrente no lugar para ajustar a corrente do programa. Suponho que internamente, a corrente que flui através do PROG é espelhada (com ganho) para definir a corrente de carga externa. Então, o que você tem aqui é uma fonte atual que aumenta o valor atual à medida que o VCC aumenta. Ajuste R200 para obter a corrente desejada no valor que você considera o VCC mínimo. À medida que o VCC aumenta, a corrente de carga também aumenta.

Estou com preguiça de descobrir um bom ponto de partida para o R200. Mas se você puder descobrir qual é a voltagem no PROG, a partir da tabela, você pode supor o fator de amplificação atual e criar um bom ponto de partida para o R200. Eu estou pensando que será como 47k-ish.

Variações sobre isso podem funcionar ainda melhor. Por exemplo, se você adicionar uma referência de tensão e um comparador ou mais transistores, poderá manter a corrente de carga no máximo até que o VCC caia abaixo de um certo ponto, e isso diminuiria a corrente de carga para manter o VCC nesse nível. Mas, na minha opinião, quando você chegar a esse nível de complexidade, use apenas um IC que faça tudo para você, como o bq24210.

Estou aberto a discutir isso ainda mais. Apenas me marque para chamar minha atenção.

Estou pensando em fazer exatamente isso. Eu acho que o capacitor em Vin ajuda muito, porque quando está carregando, ele consome menos corrente e para de extrair muita corrente da fotocélula, que é o ponto em que a potência cai. Uma vez que o capacitor cai abaixo de 4v, acredito que o TPS4056 se desabilitará até que a tampa seja carregada de volta suficientemente alta. Quando ele carrega de volta a 4v, ele age como um volante.

Outra idéia que estou pensando em tentar é usar um fotorresistor para o Rprog.

Só para lembrar ... este IC de carregador é linear. Isso significa que, se sua bateria é de ~ 4V e seu painel solar é de ~ 6V, você está gastando cerca de 2V * de corrente como calor. Mesmo se você conseguir extrair o máximo do painel, a perda de energia é alta. Considere usar um regulador de comutação ou faça o seu próprio (buck) com atmega, é um circuito simples e pode ter uma eficiência de cerca de 90% em qualquer caso de carga. Diverta-se.

a extração máxima de energia solar é mais importante ou Como usar corretamente um TP4056 é mais importante? se a extração máxima de energia solar for mais importante, todos os seus circuitos e todas as respostas até agora estão incorretas. Seu painel solar de 6V fornecerá de 2 a 4V em situações de pouca luz e você não pode esperar que carregue uma bateria de 4,2v totalmente nessas situações, para que o carregador não seja uma unidade de extração de energia solar máxima, independentemente do valor de carregamento que você usar.

Em vez disso, você precisa de um conversor de impulso de pré-estágio de baixa inicialização com regulação de tensão em 5v. feito, você não precisa se preocupar com mais nada. não use um microcontrolador para um carregador simples como esse, ele gasta mais energia do que na luz mais fraca. de fato, você deve remover o TP4065 da equação se a extração máxima de energia solar for a coisa mais importante.