Зарядка Li-Po малым током от солнечной панели на LTC3105

SergAG

На удаленном объекте работают слаботочные исполнительные устройства. Девайс в основном спит, периодически просыпается, спрашивает у сервера команду, отрабатывает ее и засыпает. В таком режиме автономно живет 1-2 месяца. Для зарядки аккумулятора Li-Po 750мАч от внешнего источника стоит MCP73831T.

Очень хочется сделать подзарядку от солнечной батареи. Накупил на таобао пачку разных панелей, поставил Rprog на минимальный ток заряда (14мА) и начал эксперименты. Для начала убедился, что на солнце панель дает напряжение ХХ 4,8И и ток КЗ порядка 50мА. Не густо, но для подзарядки хватит (формально панели 1Вт, но иллюзий по этому поводу у меня не было с самого начала).

Итог 2-недельных попыток такой. Аккум заряжается до 3,79, не больше. После недели без солнца на нем 3,76, за день солнца опять 3,79. Ток заряда мультиметром не измерить: шунт очень грубый. Светодиод зажигается даже в пасмурную погоду. Что он означает, я не понимаю, т.к. за день такого "подзаряда" батарея не заряжается ни на сотку.

Вопросы:
1. Есть ли у кого опыт решения такой задачи, или хотя бы просто использования компактных солнечных панелей.
2. Годится ли вообще MCP73831T для слабых источников?
3. Помимо MCP73831T, есть микрушки 4056. Что более пригодно?
4. Как измерить малые токи с помощью мультиметра? Увы, стрелочников нет.

Спасибо.

Реклама

BigallS

Для зарядки от солнечной панели литиевого аккумулятора необходимо использовать специально для этого сделанные преобразователи (MPPC) отслеживающие максимальную точку мощности, я купил такую на ebay - LTC3105 (цена от 200 руб.)

Реклама

SergAG

Когда уткнулся в непонятное поведение 73831, начал искать что-то более специализированное. Нашел SPV1040, видимо, такого же назначения. Но посчитал, что для моих мизерных потребностей искать максимальную точку нет необходимости. За месяц можно надеяться на пару дней солнечной погоды, чтобы зарядить аккум даже током 20мА. Или все-таки я ошибаюсь?

По даташиту максимальное входное 5В, а панели с номинальными 5 вольтами могут на ярком солнце на ХХ (при полностью заряженном аккумуляторе) и больше дать. Сдохнет? Очень не хочется гасить чем-то типа TL431.

А у Вас какое применение? Как запустилась? Есть ли смысл брать на пробу, или для моего случая она пойдет? Я тогда буду на ТАО брать сразу на всю периферию, 10 штук рублей за 700.

BigallS

SergAG писал(а):Когда уткнулся в непонятное поведение 73831, начал искать что-то более специализированное. Нашел SPV1040, видимо, такого же назначения. Но посчитал, что для моих мизерных потребностей искать максимальную точку нет необходимости. За месяц можно надеяться на пару дней солнечной погоды, чтобы зарядить аккум даже током 20мА. Или все-таки я ошибаюсь...

В том то и дело что даже при такой мощности надо от солнечной панели взять по максимуму, я вам в личку написал.
Не знаю только где вы возьмете десяток таких микросхем за 700р. если найдете дайте знать

Реклама

david_8907

SergAG писал(а): За месяц можно надеяться на пару дней солнечной погоды, чтобы зарядить аккум даже током 20мА. Или все-таки я ошибаюсь?

20мА это порядка 0,01С т.е для заряда таким током потребуется 100 часов,при 10 часовом солнечном дне = 10 дней
при условии что нагрузка будет отключена.

Реклама

SergAG

BigallS писал(а): Не знаю только где вы возьмете десяток таких микросхем за 700р. если найдете дайте знать

Вот тут 5,85Ю за штуку и 23Ю доставка. Юань сейчас 8,9. Получаем 725р.
https://world.taobao.com/item/531322980 ... .36.pvUHGI
Это доставка до склада в Китае, дальше свои технологии и затраты. Если груз сборный, то вес микрушек на стоимость влияния не оказывает.

david_8907, для 750мАч батареи 0,01с это 7,5мА
Но все равно на тоненького, я согласен.

Реклама

BigallS

SergAG писал(а):
Вот тут 5,85Ю за штуку и 23Ю доставка. Юань сейчас 8,9. Получаем 725р.
https://world.taobao.com/item/531322980 ... .36.pvUHGI
Это доставка до склада в Китае, дальше свои технологии и затраты. Если груз сборный, то вес микрушек на стоимость влияния не оказывает.
....

И как на этом сайте что-то смотреть, там же всё по китайски.
На счет солнечной панели, может вам поставить более мощную, я купил 2 вот таких https://ru.aliexpress.com/item/Solar-Pa ... 0.0.gKRbTK понятно что там китайские "ватты", панели не успел ещё толком попробовать.
Пока 4 штуки LTC3105 у меня есть, 2 штуки покупал на ebay - тут http://www.ebay.com/itm/1PCS-IC-LINEAR- ... XQuCdThtmJ

david_8907

SergAG, советую копать в сторону на SEPIC(на выходное в 4.1В) ...
тогда возможно и зарядное не понадобится -- можно будет ограничиться платой защиты

из готовых решений -- взять платы повышайки с рабочим напряжением от 1В до 15В(излишек гасить стабилитроном) и дросселем в 22мкГн...
между дросселем и диодом врезать конденсатор,а второй дроссель припаять между точкой кондер-диод и на землю.

должно получиться типа такого
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/bilder/b6_4_b.gif

SergAG

BigallS писал(а):я купил 2 вот таких... , панели не успел ещё толком попробовать.

Тогда Вас ждет много нового и неожиданного. У меня такие же и еще несколько вариантов других. На прямом солнце они дают до 5В на ХХ и не больше 40мА на КЗ. Никакого ватта там нет и в помине. Я потому и попал, что надеялся хотя бы на половину этих обещаний. Тогда бы получил ну хоть 70мА зарядного тока.

Я, кстати, не совсем понимаю природу решений, что с SPV1040, что LTC3105, что другие повышающие схемы (SEPIC ведь к ним относится?). Мощность не обманешь. Напряжение поднял - ток упал. А куда же его еще ниже-то?

BigallS

SergAG писал(а): Тогда Вас ждет много нового и неожиданного ...

Так я и не питаю особых иллюзий, наши косоглазые "друзья" совсем нам не друзья, если половину от заявленного в солнечный день будет и то хорошо. Я их поэтому 2 штуки и брал - ориентировался на размер корпуса повербанка, основная функция их - подзарядка.

SergAG писал(а): Я, кстати, не совсем понимаю природу решений, что с SPV1040, что LTC3105...

Это практически одинаковые решения только разных производителей, основная функция MPPT контролёров снять максимально возможную мощность с солнечной панели по сравнению с обычным DC преобразователем.

david_8907

SergAG писал(а): что другие повышающие схемы (SEPIC ведь к ним относится?).

SEPIC это комбинация степ-ап и степ-дауна.

SergAG писал(а): Мощность не обманешь. Напряжение поднял - ток упал.

при пасмурной погоде,с линейным контроллером будет еще хуже.
линейный остановит заряд,если напряжение панели упадет ниже напряжение АКБ + падение(например 0,1 - 0,3В).
а STEP UP создаст минимальную вольтодобавку(порядка 0,4В) при которой АКБ продолжит заряд...

МPPT вероятно тоже сможет такое... но,на мой взгляд... овчинка выделки не стоит...

SergAG

Мои опасения подтвердились. MT3608 поднимает напряжение, но тока-то нет. И зарядка не идет. Оставил сегодня на день, посмотрим...

BigallS

SergAG писал(а):Мои опасения подтвердились. MT3608 поднимает напряжение, но тока-то нет....

Нет ничего не получится с ним (MT3608), в статье из журнала что я вам в личке прислал, как раз об этом написано и рисунке 2 приведены параметры токов и напряжений.
Жаль пока сам не могу спаять на LTC3105 преобразователь и проверить.

SergAG

BigallS писал(а): Жаль пока сам не могу спаять на LTC3105 преобразователь и проверить.

Заказал их вчера пяток на али.

SergAG

Получил микрухи, но никак не запустить плату. Подключение к плате сажает напряжение панели с 2,5В до 250мВ. Мультиметром при этом меряется ток порядка 2мА, чего не должно быть по-любому. Вроде все проверил по 10 раз, и схему, и разводку...
И спросить не у кого, совершенно неиспользуемый корпус у нас. Единствунное упоминание нашел на буржуйском форуме https://forum.crispytronics.com/c/produ ... -harvester
В общем, и не знаю пока, что делать.

А кто знает, можно ли название темы поменять?

BigallS

SergAG писал(а):Получил микрухи, но никак не запустить плату....
В общем, и не знаю пока, что делать...

Уточните как проверяли, насколько сильно была освещена солнечная панель?
Я так думаю надо смотреть даташит и номиналы резисторов менять, в даташите есть формулы для расчета резисторов.

А прочитал ещё раз статью на Радиолоцмане, ссылку на которую вы мне давали, и там есть такие строки "..Опыт показывает, что управляющее напряжение точки максимальной мощности должно выбираться равным примерно 75…80% от напряжения холостого хода ФЯ. При этом выходной ток ФЯ составит 75…80% от тока короткого замыкания.. "

Вам надо положить солнечную батарею на солнце и измерить напряжение холостого хода, допустим получили 5 вольт, 80% - это 4 вольта, значит надо рассчитать резисторы на это напряжение.

Добавлено after 6 hours 1 minute 12 seconds:
Посчитал по даташиту каковы должны быть номиналы: Для 4 вольт входного напряжения Vin (80% от холостого хода) номинал резистора должен быть 400 кОм, а у вас видно по рисунку платы 50 кОм (это означает что у вас напряжение точки максимальной мощности 0,5 вольта). Vout должен быть 4,1 вольта так как батарея у вас литиевая, проверяем (у вас стоят резисторы 1МОм и 330 кОм) Vout=1,004 *(1 МОм/330 кОм + 1) = 4,04 вольта (резисторы выбраны правильно) т.е не больше 4,1 В.

SergAG

BigallS писал(а):Уточните как проверяли, насколько сильно была освещена солнечная панель?

Я спаял платку ночью уже, от лампы при подключенной плате напряжение еле дотягивало до 200мВ. На выходе ничего не было. Я посмотрел даташит, там сказано, что плата стартует когда больше 250 вроде. Я засунул панель как можно ближе к лампе, и на пустом выходе появилось что-то вроде 3,8В.
Собрал все с аккумулятором и поставил на подоконник. Благо обещал быть солнечный день (у нас тут это раз в две недели бывает). Вечером смотрю напряжение на аккуме - как было 3,83, так и осталось.

BigallS писал(а):"..Опыт показывает, что управляющее напряжение точки максимальной мощности должно выбираться равным примерно 75…80% от напряжения холостого хода ФЯ. При этом выходной ток ФЯ составит 75…80% от тока короткого замыкания.. "

На солнце и в пасмурную погоду напряжение отличается в разы. Гуляет картинка по сайтам, где указан график зарядки в солнечную и парсмурную погоду. Интересно, у них там что стоит?

BigallS писал(а):Для 4 вольт входного напряжения Vin (80% от холостого хода) номинал резистора должен быть 400 кОм, а у вас видно по рисунку платы 50 кОм (это означает что у вас напряжение точки максимальной мощности 0,5 вольта).

Я нашел схему, где эта нога вообще висит. Может, так и сделать, чтобы не завязываться на разную степень освещения?

BigallS

На холостом ходу измеряете напряжение на батарее, положите её днем на хорошо освещенное место (желательно но не обязательно - на приложенном рисунке видно что напряжение холостого хода не сильно зависит от освещенности, меняется ток.) измерьте напряжение холостого хода, от измеренного напряжения посчитайте сколько будет 75-80%. Например измерили напряжение холостого хода 5 В , 80% от 5 вольт= 4 вольта, рассчитываем какой резистор нужен, в даташите написано U mppc= 10 мкА * R mppc. Значит для 4 вольт нужен резистор Rmppc= 4 В / 10 мкА = 400 кОм.
Подключите преобразователь к солнечной панели, к выходу преобразователя подключите вольтметр (аккумулятор пока не подключайте) и проконтролируйте например в течении 5-10 минут (или до получаса) напряжение, оно должно быть около 4 вольт (выходное напряжение задано вашим делителем U вых= 1,004 * (1 Мом / 330 кОм +1)= 4,04 Вольта ).
Потом подключите аккумулятор и последовательно с ним амперметр, и контролируйте ток зарядки, в зависимости от освещенности солнечной панели он должен или уменьшаться или повышаться.

Удаление резистора (как вы хотели сделать) ничего не даст, т.е. преобразователь будет работать как обычный повышающий DC.

SergAG

Поменял сопротивление, разницы в поведении не обнаружил.
Этой схеме нужно очень хорошее освещение, чтобы запуститься. Вот такую лампу я поставил, чтобы она ожила на расстоянии 30см с такой панелью:

Запуск происходит с постепенно нарастающим напряжением, не скачкообразно. Ток зарядки, если лампа вплотную, вытягивает до 5-7мА, но не стабильно. Т.е. полная иллюзия работоспособной схемы, но с совершенно другими параметрами входа-выхода. После этого она держит выход и при меньшем освещении, но все равно очень ярком, от лампы полметра где-то. Про рассеянный дневной говорить не приходится. Там зарядка показывает 2-3мА. Но поставил на день, посмотрим, что это даст.

К слову: на обычном бустере эта же панель дает искомые 4-5В даже в совсем пасмурную погоду. И горит светодиод зарядки на 73831. Другое дело, что тока зарядки практически нет (светодиод сжирает).

Мне кажется, какая-то бага у меня сидит, но не могу понять, какая. Мне очень не нравится большой входной ток на ХХ. Причем пока схема не заведется, он может быть до 5мА, потом снижается, правда.

Наверное, придется писать основные параметры в график. Процесс-то долгосрочный

BigallS

Нет от лампы работать не будет, вы не написали при солнечном освещении какое напряжение холостого хода батареи и какой резистор вы поставили?
Какие параметры солнечной батареи, китайцам верить нельзя - но хотя бы что там написано.

Если есть возможность поставьте себе ICQ, я вам в личке номер свой отправил