PWM e MPPT Com 555

Carregador de Baterias Com Célula Solar Usando Tecnologia Mista (PWM e MPPT) Com CI 555 é o título na nova publicação no canal ibytes Brasil.

 

Detalhes da montagem, simulação do circuito, e testes na prática, tudo isso nesse vídeo, provando que funciona.

Segue a transcrição do aúdio:

 

Controladores de carga com controle por largura de pulso são os mais utilizados, são menos eficientes mas têm um custo muito baixo.

 

Já os controladores de carga com MPPT são muito eficientes, e por isso acabam sendo muito mais caros.

 

Nesse circuito simples que apresento vou mesclar as duas tecnologias, assim, teremos um circuito de controle de carga com tecnologia mista.

 

Como sabemos, todo circuito eletrônico precisa de energia para funcionar, embora eu tenha usado no teste um banco de baterias de 3.7 volts, o conjunto descarregado tinha cerca de 5 volts, o suficiente para fazer o circuito integrado 555 funcionar.

 

O esquema que apresento tem um circuito integrado como componente ativo, ele funciona como controlador PWM, e o controle é feito através dos picos positivos.

 

O capacitor de 100 nF ligado do negativo ao pino 2 determina a frequência, no caso aqui, com a bateria totalmente carregada fica em torno dos 250 hertz.

 

No trimpot de 50K é feito o ajuste do controle de carga, ou seja, a largura dos pulsos que polarizam a base de um transistor do tipo NPN, no caso, um BC548.

 

No circuito de controle também são usados dois diodos 1N4148 e um resistor de 1K que é ligado do pino 7 ao pino 8 do CI 555.

 

No CI 555, o pino 1 é o negativo da alimentação, o pino 8 e o pino 4 são ligados direto ao positivo da alimentação, e o pino 2 é ligado ao pino 6.

 

O pulo do gato do PWM no circuito integrado 555 é a ligação entre o pino 6 e o pino 7, são apenas dois diodos e um trimpot para ter o controle da largura dos pulsos.

 

O pino 5 não é usado nesse circuito, para quem está acostumado percebeu que é a configuração básica do circuito integrado.

 

No pino 3 do CI 555 é por onde saem os pulsos modulados que são aplicados na base do transistor BC548, que junto com um transistor BD 139 formam uma configuração darlington.

 

O BD139 é um transistor de média potência, e para quem vai usar uma célula solar como fonte de carga da bateria, um pequeno radiador de calor é suficiente.

 

Mas se a fonte de carga for uma fonte robusta, é recomendável trocar o BD139 por um TIP41 ou até por um 2N3055, sempre utilizando dissipadores de calor.

 

O diodo D3 é opcional, a retirada desse diodo aumenta a tensão de carga em 0,6 volts, parece pouco, mas se tratando de célula solar deve ser considerado.

 

Inclui D3 no esquema só para poder mostrar o simulador funcionando, pois ele isola a bateria carregada da corrente que vem do estágio controlador de carga.

 

Até essa parte do circuito, quase tudo é em função do PWM, a parte que é MPPT é simplesmente a ligação direta da célula solar na bateria em carga através do transistor BD139.

 

Dessa forma se aproveita a máxima tensão e a máxima corrente fornecida pela célula solar, fazendo com que a bateria em carga receba picos de tensão e corrente, mas de forma controlada.

 

Para os testes fiz um banco de baterias de lítio com 4 baterias em série, então a bateria ficou com 14.8 volts, e coloquei 3 em paralelo para somar corrente.

 

Antes de mostrar a montagem física com tudo funcionando, vamos testar o circuito eletrônico no simulador.

 

Na montagem e testes os resultados podem ser vistos a seguir.

 

Para usar esse circuito com bateria de chumbo-ácido basta ajustar RV1 para saída de 14 volts, e lembrando que baterias de chumbo-ácido aceitam carga com muito mais facilidade do que as baterias de lítio.

 

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