MIC-RON.RU

В помощь радиолюбителю

Отслеживание состояния аккумулятора в системах с питанием от возобновляемых источников энергии

Системы, получающие энергию от возобновляемых источников, таких как солнечные батареи или ветровые генераторы, обычно накапливают энергию в аккумуляторах, а затем отдают ее в нагрузку. Часто, оба этих процесса происходят независимо. Периодическое вычисление оставшегося заряда аккумулятора гарантирует хорошую и продолжительную его работу, то же относится и к контролю тока, отдаваемого аккумулятором в нагрузку. Текущий заряд батареи вычисляется исходя из ее ранее вычисленного заряда, плюс полученная энергия при заряде или минус энергия, отданная в нагрузку. В соответствии с законом Кулона, можно вычислить накопленный заряд следующим образом:



где QACC - количество полученного аккумулятором заряда, а i - ток интегрированный по времени за временной интервал t.
В дискретном виде выражение принимает вид:



где n - количество измерений тока, Ik, полученных за временной интервал t. Можно выбрать величину периода t любой, но обычно выбирают величину, кратную одному часу, потому что производители указывают емкость аккумуляторов в ампер-часах.

Для упрощения программы микроконтроллера и уменьшения объема памяти, необходимого для арифметических операций, можно разделить один час на 128 циклов измерения и использовать операцию сдвига регистра для выполнения операций деления, необходимых при вычислениях. Вы вычисляете значение тока в цикле, как среднее значение 32 измерений тока, сделанных встроенным АЦП микроконтроллера. Один из мультиплексируемых каналов АЦП определяет ток заряда, а другой определяет ток разряда аккумулятора. Таким образом вычисление остатка заряда аккумулятора сводится к вычислению

QREM=QPREV±QACC,

где QREM это остаток заряда аккумулятора, QPREV это ранее полученное значение заряда знак плюс относится к току заряда, а знак минус – к току разряда аккумулятора.

схема содержит IC3 8-выводный недорогой микроконтроллер MC68HC908QT2 компании Freescale

Как показано на Рис.1, схема содержит IC3 8-выводный недорогой микроконтроллер MC68HC908QT2 компании Freescale. Напряжение на токовом шунте, резисторе R1 ,меняет свою полярность в зависимости от того, заряжается или разряжается аккумулятор. Включенные с одинаковым коэффициентом усиления неинвертирующий и инвертирующий усилители, IC2A и IC2B, соответственно, усиливают падение напряжения на резисторе R1. Неинвертирующий усилитель IC2A усиливает только положительное напряжение, создаваемое током заряда и выдает нулевое напряжение при отрицательном входном напряжении, создаваемом током разряда. Инвертирующий усилитель, соответственно, усиливает только отрицательное напряжение, и выдает 0 В при наличии тока заряда. Выходной сигнал обоих усилителей положительный и находится в диапазоне от 0 до 5 В, что упрощает подключение к мультиплексированным входам АЦП микроконтроллера. Использование в качестве IC2 TLC277 компании Texas Instruments, обеспечивает компактность схемы и низкое значение напряжения смещения входа. Вы вычисляете величину токового шунта, резистора R1 и коэффициент усиления G, учитывая минимальный и максимальный токи заряда и разряда, применяя следующее выражение:



где IMAX - максимальный ток разряда и VIN(MAX) - максимальное входное напряжение АЦП.

В приведенном примере максимальный ток заряда и разряда составляет приблизительно 1А. Таким образом, для тока заряда и разряда 1 А и 5 В максимальном входном напряжении АЦП, вы можете выбрать значение 0,5 Ом для R1 и коэффициент усиления 10 или 100. Как только текущий заряд батареи определен, вы можете передать данные ведущему процессору или другому устройству через однопроводной интерфейс, SPI, I2C, CAN (сеть уровня контроллеров) или другим известным способом. Для увеличения срока службы аккумулятора, вы можете использовать выход микропроцессора для управления током, потребляемым внешней нагрузкой.

Производители, как правило, поставляют свинцовые аккумуляторы полностью заряженными во избежание сульфатации, и данный пример подразумевает, что схема начинает работать с полностью заряженным аккумулятором. Для использования другого типа аккумуляторов, вы можете изменить значение максимальной величины заряда, которое сохраняется в специальной переменной программного обеспечения.


 
YOU ARE HERE:
© 2009, 2010, 2011, 2012 Mic-ron.ru - Сайт для радиолюбителя, схемы, помощь, радиолюбительские конструкции, журнал радиолюбитель. Форум, фото и видео
Так же схемы и устройства станков, чертежи и принципы работы станков, помогут вам сделать многое своими руками
как сделать бетономешалку | бормашина своими руками | спиртзавод своими руками | простой блок питания | кр1006ви1 | приемники 144мгц |
Rambler's Top100