visto che Ferro è da tempo che cerca un regolatore MPPT che non abbia componenti programmabili, ovvero tutto realizzato in logica cablata hardware, ho pensato bene di abbozzarne un idea, personalmente preferirei svilupparne uno con un microcontrollore perchè:
1) in un unico chip sviluppo a piacimento tutte le funzioni logiche necessarie
2) le posso aggironare/migliorare se riscontro anomalie logiche
3) posso comunicare con un pc o con un automazione più elaborata
Ad ogni modo l'inseguimento del punto di massima potenza con auto-adattamento richiede il "tenersi a memoria" gli stati precedenti e la lettura non solo di tensioni ma anche di correnti, io sinceramente non sono molto bravo nel progettare circuiti in logica cablata ed analogici, quindi sinceramente non saprei come far fare a degli operazionali oroba simile una funzione logica del tipo: prova ad aumentare il pwm, se il valore corrente moltiplicato per tensione aumenta prosegui, se cala torna indietro, quando cala sia indietro che in avanti torna un passo avanti e sei centrato sulla gobba di resa del pannello.....
Insomma di mestiere programmo software, su un micro una roba del genere si traduce in poche decine di riche di codice, ma in logica calbata sinceramente ho provato a ragionarci sopra ma mi sembra un macello...
Così per far contento il caro amico Ferro ho scelto un compromesso, visto che lui è uno smanettone e sarà sempre li a guardare e studiare i suoi pannelli, le batterie e tutti i circuit annessi e connessi, facciamo in modo che il regolatore sia uno stabilizzatore di tensione a doppia retroazione.
Diversi anni fà, all'epoca del mio primo impiantino da 200W qui a casa, avevo realizzato un regolatore mppt che funzionava proprio così, in pratica avevo tarato il circuito in modo che a lato batterie non superasse i 28V e se l'assorbimento delle batterie e/o inverter era troppo elevato e la tensione a la pannelli scendeva sotto 32V riduceva il pwm, in questo modo tenevo i moduli solari vicino al loro punto di massima resa e al contempo fungevo da regolatore di carica, il circuito ha funzionato egreggiamente per tutto il tempo, l'ho sostituito con un regolatore morningstar ma è ancora lì in un cassetto funzionante.
Quel circuito funzionava con un microcontrollore per comodità costruttiva, ma la funzione logica era veramente banale e così ho pensato che con un comune SG3525 è possibile realizzare la stessa cosa.
Di seguito la bozza dello schema elettrico, è da ritoccare e raffinare su alcuni dettagli perchè mancano delle cose inoltre vorrei testarlo prima di dichiararne una versione definitiva, quindi probabilmente cambierò delle piccole parti, ma per rendere l'idea di cosa avevo in mente eccola di seguito:
Come si vede uso la normale retroazione per evitare che le batterie salgano oltre la soglia di fine carica, poi tramite un operazionale sfrutto il pin di soft start per limitare il pwm in uscita qualora la tensione dei pannelli scendesse sotto la soglia di massima resa.
Entrambe le soglie di tensione sono da tarare trammite i due trimmer ed eventualmente sarà da esplicare una procedura di taratura, ma questo è il meno.
La funzione di adattamento di impedenza è realizzata tramite il gruppo condensatori - induttanza - condensatori dove un mosfet fungerà da interruttore in alta frequenza ed un altro mosfet identico fungerà da diodo veloce per scaricare l'enbergia immagazzinata nella bobina nella fase on del pwm dell'altro mosfet.
Uso un mosfet identico perchè è più facile da reperire che un diodo veloce con caratteristiche adeguate, basta tenere il gate connesso al source e tra source e drain abbiamo un diodo, che altro non è che la funzione intrinseca della giunzione del mosfet stesso.
Ho scelto un mosfet come IRFP4321 perchè tra tutti quelli provati fino ad ora è quello con le caratteristiche migliori in rapporto al prezzo, parliamo di 78A 150V che ovviamente per unabuona resa e poca dissipazione dovranno essere sfruttati non aoltre il 30%!!!
Per pilotare il gate del mosfet ci serve un 12V flottante, ovvero isolato dalla massa delle batterie e dei pannelli, così sfrutto un secondo SG3525 come semplice generatore ad onda quadra che alimenta direttamente un piccolo tradformatore alta frequenza in ferrite con avvlgimenti 1:1 dal quale sull'uscita preleviamo una AC in alta frequenza, radrizzandola con comuni diodi 1N4007 per livellarla ed alimentare un driver per mosfet optoisolato, in questo modo la massa di questi 10-11V resta isolata dalla massa globale del circuito e possiamo collegarla sul source del mosfet e generare il segnale di pilotaggio del gate, ovvero un onda quadra che polarizza il gate a 0V o 11V rispetto al suo source a prescindere dalla tensione del ramo positivo delle batterie, come direbbe Bridge pilotaggio hi-side.
Per rendere meglio l'idea ho provato anche a fare una bozza di sbroglio, oavviamente da definire meglio una volta finito di progettare lo schema elettrico e i vari test:
Non ho specificato alcun dato sulla bobina appositamente in quanto in genere trovo il valore giusto sperimentalmente eseguendo delle prove di resa alle varie freauenze, così sul circuit stampato ho inserito un idnuttore standard di media potenza, ad ogni modo non è detto che si possa realizzare la bobina avovlgendo filo in aria, dalle recenti prove di ricarica delle batetrie cilindriche con il desolfer di potenza mi sono reso conto che si può fare a meno della ferrite, variando il condensatore e la resistenza sui pin CT e RT dell'SG3525 si varia la frequenza base del pwm trovando un giusto compromesso con il numero di spire e lo spessore del cavo della bobina in aria, in alternativa nessuno vieta di usare una normale ferrite con filo di rame smaltato avvolto.
