Шим контроллер что это такое: Что такое ШИМ контроллер и как он работает

Содержание

ШИМ контроллеры — справочник по микросхемам для импульсных блоков питания

Наибольшее распространение в источниках питания для бытовой аппаратуры получили импульсные блоки питания с импульсным трансформатором, в которых силовой ключ работает на постоянной частоте повторения импульсов, а длительность самих импульсов изменяется под действием формирователя широтно-импульсной модуляции ШИМ (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)).

Определение: широтно-импульсная модуляция — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путем изменения скважности импульсов, при постоянной частоте.

Принцип работы импульсных блоков питания на основе широто-импульсной модуляции


Рис. 1. Принцип формирования ШИМ.

Формирование ШИМ осуществляется с помощью порогового элемента ПЭ, на один вход которого подается пилообразное напряжение Uпил а на второй — медленно изменяющееся напряжение Uизм, пропорциональное значению выходного напряжения лока питания Uвых. Изменение наклона пилы или уровня напряжения Uизм приводит к изменению момента срабатывания ПЭ, а значит, и длительности импульсов t

о на выходе ключа К (рис. 1). Отметим, что пилообразное напряжение может сниматься как с выхода специального генератора, так и с низкоомного резистора, включенного последовательно с силовым ключом К (во время замкнутого состояния ключа ток, проходящий по нему и по соответствующей обмотке импульсного трансформатора, близок по форме к пилообразному).

В схему управления обычно входят задающий генератор (чаще всего, RC-типа или блокинг-гене-ратор), широтно-импульсный модулятор (ШИМ), цепи запуска, стабилизации (цепи обратных связей) и защиты. Весьма часто, для уменьшения помех на изображении, работу задающего генератора синхронизируют со строчной разверткой, для чего на схему управления поступают строчные импульсы обратного хода (СИОХ).


Рис. 2. Структурная схема импульсного стабилизатора телевизора с ШИМ.

Напряжение с выпрямителя Uвх подается на ключ К, соединенный последовательно с первичной обмоткой импульсного автотрансформатора L1 и эталонным резистором R24. Ключ К открывается в моменты прихода на него импульсов с усилителя У, длительность которых определяет значения напряжений на выходах вторичных выпрямителей В1 и В2. С выхода выпрямителя В2 через измерительную схему ИС напряжение поступает на один — из входов СС; на другой ее вход подается напряжение с источника опорного напряжения (ИОН).

Выходное напряжение ошибки с СС управляет проводимостью генератора тока ГТ, которая определяет длительность импульсов на выходе схемы ШИМ. Период следования импульсов с генератора Г, поступающих на формирователь ШИМ, соответствует периоду следования импульсов строчной развертки телевизора, так как синхронизируется ими по входу «Синхр».

Формирователь Ф улучшает форму прямоугольных импульсов. При возрастании падения напряжения на R24 срабатывает схема защиты СЗ и запрещает проход импульсов на ключ К. При включении телевизора стабилизатор запускается броском тока через резистор R14; в стационарном режиме стабилизатор питается от схемы самоподпитки С.

Схема импульсного блока питания предъявляет высокие требования к значениям предельно допустимых электрических параметров транзистора, используемого в ключевом каскаде. В течение времени t

о (рис. 1), когда транзистор открыт, по обмотке импульсного трансформатора протекает пилообразно возрастающий ток. При чрезмерно «широком» отпирающем импульсе («пила» слишком долго нарастает) или при коротком замыкании на выходе блока питания («пила» имеет слишком большую крутизну) транзистор может выйти из строя. С другой стороны, при протекании тока происходит накопление энергии в магнитном поле трансформатора, а при закрывании транзистора возникает ЭДС самоиндукции е, значение которой зависит от питающего каскад напряжения Еп, времени открытого tо и закрытого tз состояния транзистора: е = Eпt
о
/tз.

Максимальное напряжение, прикладываемое к коллектору транзистора, Uк = Еп (1 + tо/tз.) может оказаться значительным (например, при tо = tз Uк=2Eп). Таким образом, эффективным средством защиты транзистора ключевого каскада от пробоя и от перегрузки по току является соответствующая регулировка соотношения tо/tз с помощью схемы широтно-импульсной модуляции ШИМ. Кроме того, для защиты выходного транзистора от пробоя к его коллектору подключают демпфирующие цепочки, составленные из резисторов, конденсаторов, диодов; между базой и эмиттером включают низкоомный резистор. Для демпфирования паразитных колебаний применяется специальная рекуперационная обмотка импульсного трансформатора с подключенным к ней выпрямителем.

Для уменьшения наводок от импульсного блока питания диоды выпрямителей шунтируются конденсаторами небольшой емкости; в цепи сглаживающих фильтров включают дроссели, роль которых нередко выполняет кусочек проволоки, продетой в ферритовую трубку; большое внимание уделяется экранированию и заземлению.

С целью получения дополнительных номиналов стабильного выходного напряжения в состав импульсных блоков питания нередко входит маломощный линейный стабилизатор, подключаемый к выходу одного из вторичных выпрямителей. В бестрансформаторных импульсных блоках питания сетевое напряжение подается на выпрямитель через специальный резистор, ограничивающий бросок тока в момент включения телевизора. Специфической особенностью блоков питания, применяемых в цветных телевизорах, является наличие в некоторых из них схемы размагничивания маски и бандажа кинескопа.

Смотрите также материалы, где рассматриваются основные принципы работы импульсных блоков питания на основе широто-импульсной модуляции:
Импульсные блоки питания структурная схема, принципы работы
Трансформаторные преобразователи с задающими генераторами

Онлайн справочник по микросхемам для импульсных блоков питания

Самый простой способ найти нужную документацию на микросхему для блоков питания, их цоколевку, типовую схему включения — воспользоваться быстропоиском в конце страницы или пролистать справочник и ознакомиться с его содержанием.

Быстропоиск:
Микросхемы: HM9207 | IX1779ce | KA3842 | KA3882 | M67209 | MA2830 | MA2831 | STK730-080 | STK7348 | STR451 | STR6307 | STR10006 | STR11006 | STR40115 | STR50103 | STR50115 | STR54041 | STR80145 | STRD1816 | STRD6004 | STRD6601 | STR-M6549 | STR-S5941 | TDA4600 | TDA4601 | TDA4601b | TDA4605 | TDA8380 | TEA1039 | TEA2018 | TEA2019 | TEA2162 | TEA2164 | TEA2260 | TEA2262 | TEA5170 | UAA4600 | UC2842 | UC3842 | UC2844 | UC2845 | UC3844 | UC3845

Подробнее о ШИМ контроллерах: varyag_nord — LiveJournal


Микросхем ШИМ очень большое разнообразие. Но принцип действия у всех одинаков. На схемах он часто называется PWM.

Наиболее популярные корпуса это DIP-8 и TO-220

Основные отличия ШИМ контроллеров:
1. Тип корпуса
2. Распиновка
3. Мощность
4. Частота работы

Схемы включения:
    1. На примере Viper22

DRAIN, DRN, D — это 5,6,7,8 выводы сток полевого транзистора он идет на конец первичной обмотки трансформатора. К другой стороне этой обмотки подключен «+» 300В входного конденсатора.
SOURCE, SRC, S — это 1 и 2 выводы исток, к нему подводится «-» с диодного моста.
FEED BACK FB — это 3 вывод. Обратная связь идет на оптопару (может бытьPH817 или KIA817)
VDD — Это плюс питания ШИМ. Браться оно может как со второй первичной обмотки (см. схему выше), так и со вторичной (на рисунке не представлено).

    2. На примере DM311:

Второй вывод первичной идет на DRAIN 6,7,8
Минусовой общий провод на первый вывод
Второй вывод на VDD
Третий вывод это FB
Четвертый вывод это через обвязочный резистор на корпус.
Пятый вывод стартового питания бывает идет с плюса после входного кондера через резисторы. А бывает он запитывается с переменочки перед диодным мостом, через дополнительный диод и резисторы.
Часто бывает, что резистор или диод на стартовом питании вылетают и ШИМ не запускается.

    3.Пример ШИМ на микросхеме STR A6252


D — DRAIN — 7 и 8 выводы идут на первичную катушку.
GND — 3 вывод На корпус на общий провод.
S\DCP — первый вывод. Резистор обвязки.
FM/SS второй вывод — конденсатор обвязки
FB — четвертый вывод, обратная связь
VCC — Питание

    4. Микросхема FSDM0565R


DRAIN — на первичную обмотку
GND — на корпус
VCC — Питание
FeedBack — обратная связь. Идет на оптопару.
N.C.  — вывод не используется
Vstr — стартовое напряжение в момент запуска.

При подборе аналога, надо ставить микросхему не слабее по мощности и с такой же частотой.

Если у Вас есть, что-то дополнить или исправить, пишите комментарий 🙂

Часто встречающиеся микросхемы:
1. Viper22
2. FSDM311
3. FSDh421
4. STR A6252

Подбор микросхемы ШИМ:
Если при ремонте, микросхему до Вас кто-то выпаял или она расколота и затруднительно её опознать, то можно воспользоваться специальным сервисом по опознанию микросхем. В этом сервисе необходимо ввести данные о том какие дорожки к каким выводам микросхемы на плате подходят.

Например:
    Если первая дорожка идет на конденсатор и на корпус — это может быть какая-то обвязка.
    Второй вывод идет через керамический конденсатор на общий провод, затем стабилитрон и через резистор на оптопару — значит второй вывод это FB
    третий через резистор и конденсатор на корпус.
    4 и 5 соединены вместе и через дроссель идут на первичную обмотку — значит это DRAIN
    6 — пустой — N\C
    7  — электролит на корпус и через резисторы подпитка и с диода питание, значит — VDD/VCC
    8 — на корпус.

Таблица есть на сайте. http://remont-aud.net/ic_power/ Там же есть каталог аналогов и схемы включения.

Если мы подобрали по частоте, мощности и распиновке аналогичную микросхему, но у новой есть стартовое питание, а у старой нет, то надо посмотреть схему включения и возможно подать плюс через резистор на стартовое питание новой микросхемы.

Изучаем SSC3S121A ШИМ-контроллер, на примере 715g7574-p01-000-002m — 14 Октября 2019 — Блог

Изучаем  SSC3S121A ШИМ-контроллер, на примере 715g7574-p01-000-002m 

  Компания Philips уж точно не ищет легких проверенных путей и частенько  удивляет или даже ставит в тупик своими техническими решениями, как не новый аппарат так новые микросхемы, зачастую на которые невозможно найти никакой документации , по необоснованному усложнению  давно изученного  переплюнуть Philips могут пожалуй только  Sony.  

 В общем ближе к сути  попался  блок питания 715g7574-p01-000-002m  от телевизора  43PFT5301/60 со слов клиента  «во время просмотра щелчок — и тишина» , в общем БП сразу понятно .
 Блок питания 715g7574-p01-000-002m  построен по однотрансформаторной схеме , то есть нет раздельно дежурного , основного блока питания , а так же  раздельного БП на подсветку,  есть всего лишь один общий блок питания который в режиме  standby

  (ждущий режим)  просто впадает в «спячку», у некоторых это проявляется снижением потребления но напряжение на выходе остается неизменным у других напряжение на выходе также снижается. От этого же блока питания формируется напряжение для подсветки матрицы.  
  Заправляет этим блоком питания ШИМ контроллер  SSC3S121A   в корпусе SOP-7  маркировка на корпусе микросхемы 3S121, на момент написания статьи на эту микросхему не найти ни datasheet SSC3S121 ни pdf  , а совсем недавно ее нельзя было найти в продаже 

Не будем забегать вперед и вернемся к 715g7574-p01-000-002m , после осмотра  обнаружил небольшие, едва заметные  оплавления на выводах  силового  MOSFET  блока питания, — след от электрической дуги,  11N65 кажется стоял, в некоторых моделях 12N65. Примечательно что транзистор не пробит  на коротко , но затвор «уплыл» и тестер видит этот транзистор как  биполярный , вся обвязка тоже целая , впаиваем новый транзистор я выбрал 

TK11A65D  но это не принципиально.  От подобных пробоев стоит защитится , все тщательно моем ацетоном, на средний вывод транзистора термо-усадочную трубку и после монтажа можно сбрызнуть лаком НЦ, в сторону герметиков я бы смотреть не советовал. 


Включаем…… тишина конечно.   
 Нет никаких попыток старта , еще раз проверяем обвязку микросхемы , силового ключа, трансформатор, вторичные цепи и всю цепь питания.  Все как бы в норме — остается одно замена ШИМ контроллера 

SSC3S121  ,  после замены блок питания конечно сразу заработал .

Но одно дело запустить блок питания, а другое изучить новую микросхему, поэтому давайте попробуем разобраться что в ней и к чему . Примечательно что чаще всего ШИМ контроллеры в корпусах  SOP-7  выпускаются  со встроенным силовым ключем, для SSC3S121A  такая компоновка выбрана из за пускового терминала  ST на который в рабочем режиме приходит  порядка 310 В.  Итак замеры напряжений  на рабочей микросхеме (на старой не рабочей в моем случае напряжения были точно такие же)
  pin 1  = не измеряем 
  pin 2  = 2.3 В
  pin 4  =  240 В без PFS и 310 В с включенным PFS

  pin 5   =  не измеряем
  pin 6  =  0 В или близко к нулю 
  pin 7  =  питание 12,5 В
  pin 8  =  общий провод 
  Напряжение  на выходе блока питания в ждущем режиме порядка 8.5 В , в рабочем 12 В

Конфигурации контактов SSC3S121

Теперь давайте разбираться в назначении выводов

. pin 1  =  FB/OLP  = Управляющий вход для установки коэффициента заполнения коммутирующих импульсов / вход защиты перегрузки по напряжению . К этому выводу подключается оптопара на которую  сходятся контроль за выходным напряжением , через нее же осуществляется выход из режима standby 
  pin 2  = BR   =  Защита от понижения сетевого напряжения. Если посмотреть на схему  то может показаться странным  что на этот вывод через резистивную цепочку приходит «переменное напряжение» , на самом деле это не совсем так , не стоит забывать что шина GND  уже образованна за диодным мостом , а значит относительно GND  и L или GND и N уже постоянное напряжение пусть даже  после однополупериодного выпрямителя.
  pin 3  =  отсутствует 
  pin 4  =  ST  =  STARTUP это пусковой  терминал, на него  поступает  высокое напряжение  ограниченное парой стабилитронов на 39В , поэтому  напряжение на выводе ST всегда будет примерно на 80 вольт ниже чем на сетевом конденсаторе  (приблизительно 240 В без PFS и 310 В с включенным PFS)  это напряжение через стартовую цепь заряжает внешний конденсатор подключенный к выводу  Vcc до 13В
  pin 5   =  DRV  =  DRIVE  выход для управления затвором силового  MOSFET
  pin 6  =  OCP  =  Вход перегрузки по току , подключается к  токовому датчику 
  pin 7  =  Vcc   =   Вход питающего напряжения , сюда же подключена пусковая цепь от вывода ST  
  pin 8  =  GND =   Общий вывод 
 


 

 

 

 

Схемотехника блоков питания персональных компьютеров. Часть 3.

Узел управления

Первые две статьи цикла «Схемотехника блоков питания персональных компьютеров»:

Узел управления импульсного блока питания выполняет много важных функций.

  • Во-первых, формирование прямоугольных импульсов с их последующим усилением для управления мощными транзисторами высокочастотного преобразователя.

  • Во-вторых, стабилизация выходных напряжений.

«Сердцем» узела управления является ШИМ-контроллер TL494CN. Аналогами этой микросхемы являются DBL494, KIA494AP, KA7500, MB3759, IR3MO2 и наша отечественная КР1114ЕУ4.

Узел управления состоит из, собственно, микросхемы с небольшим количеством дискретных элементов и промежуточного каскада, задачей которого, является усиление импульсов сформированных микроконтроллером до величины достаточной для управления мощными транзисторами высокочастотного преобразователя. Далее на рисунке показана внутренняя структура микросхемы TL494CN.

В состав микросхемы входит задающий генератор пилообразного напряжения G1. Элементы C3 и R8 задают частоту следования импульсов. Затем импульсы поступают на инвертирующие входы схем сравнения (компараторов) А3 и А4.

Выходы компараторов объединяются на логический элемент 2ИЛИ (D1), то есть импульс на выходе элемента появится при наличии импульса на любом из входов. Далее импульсы поступают на счётный вход (С) триггера D2. Каждый приходящий импульс изменяет состояние триггера на противоположное. Далее через логический элемент 2И (D3, D4) импульсы приходят на логический элемент 2ИЛИ-НЕ (D5, D6). Благодаря конфигурации схемы импульсы появляются поочерёдно на выходах элементов D5 и D6, а, следовательно, и на базах транзисторов V3 и V4, что и требуется для работы двухтактной схемы.

Если высокочастотный преобразователь выполнен по однотактной схеме, то 13 вывод микросхемы соединяют с корпусом и импульсы на выходах D5 и D6 появляются одновременно.

Схема сравнения А1 представляет собой формирователь-усилитель сигнала ошибки в схеме стабилизации выходного напряжения. +5V через делитель из резисторов R1,R2 поступает на один из входов. На другой вход (вывод 2) через регулируемый делитель подаётся эталонное напряжение, которое вырабатывает встроенный в микросхему стабилизатор А5.

Выходное напряжение А1 пропорционально разности входных напряжений. Оно задаёт порог срабатывания компаратора А4, то есть скважность импульсов на его выходе. Величина выходного напряжения вторичных источников питания зависит от скважности импульсов. В результате получается замкнутая в кольцо система автоматического сравнения и регулирования выходного напряжения. Компаратор А3 предназначен для формирования паузы между импульсами на выходе элемента 2ИЛИ (D1).

Минимальный порог срабатывания компаратора А3 задан источником напряжения GV1. Если напряжение на выводе 4 микросхемы растёт, длительность паузы так же увеличивается, а максимальное выходное напряжение источника питания уменьшается. Поскольку амплитуда импульсов на входах всех выпрямителей изменяется одинаково, стабилизация с помощью широтно-импульсной модуляции любого из выходных напряжений, стабилизирует и все остальные. В данном случае стабилизируемым напряжением является +5V.

Следует отметить, что определение и точная локализация неисправности ШИМ-контроллера, это самая сложная процедура при ремонте импульсного блока питания своими силами. Для этого необходим лабораторный источник питания и главное двухлучевой или двухканальный осциллограф. И если после проверки всех элементов блока питания, что в принципе не сложно, блок всё же «плывёт», то лучше заменить микросхему TL494CN на заведомо исправную, тем более что стоимость её весьма невысока.

НазадДалее

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

 

Оживление RTX2080ti или странное решение производителей видеокарт / проведем небольшое расследование)

Доброго времени суток! Скорее всего это крайний пост перед отпуском, вернусь в августе)))

Надеюсь данная статья будет интересна, покажу методику восстановления оторванных пятаков на чипах видеопамяти и сломаю свою логику, пытаясь понять замысел производителей видеокарт))

Сегодня речь пойдет о типовой неисправности 2000 и 3000 линейки, где используются шим-контроллеры GS9216 (полный аналог AOZ2261NQI). Смысл заключается в следующем — для шим-контроллера, который отвечает за формирование напряжения контроллера PCI, используется напряжение на выводе EN минимально допустимое для запуска (в соответствии с даташит) и в определенный момент времени шим-контроллер просто перестает запускаться. Повышение напряжения на 0.1 вольт и выше решает данную проблему. Также можно поменять местами шим-контроллеры, формирующие 1 вольт и 1.8 вольт, и проблема будет снова решена на неопределенное время. Какую цель преследовали производители видеокарт в данном случае я не пониманию. На карте используются два идентичных шим-контроллера для формирования 1 и 1.8 вольт, при этом в первом случае напряжение EN равно 1.2 вольт, во втором 3.3 вольт.

Для тех, кто не хочет читать портянку — милости прошу посмотреть видеоролик)

А для любителей почитать — прошу ниже)

Итак, делаем замеры основных сопротивлений/напряжений и вот он ключевой момент — отсутствует напряжение на шим-контроллере GS9216 (1 вольт, контроллер PCI)

Производим замеры напряжений EN (еще раз напомню, что таких шим-контроллера установлено на видеокарте 2 шт)

Как я и говорил выше — 1.2 вольта. Теперь сравним значения на аналогичном шим-контроллере, отвечающим за формирование напряжение тактового генератора 1.8 вольт

В данном случае сигнал EN составляет 3.3 вольта, что с достаточным запасом, относительно минимального значения в даташит, и соответственно напряжение 1.8 вольт формируется без проблем. Далее прошу ознакомиться со схемой и самим даташит

Данный участок касается «проблемного» шим-контроллера

И аналогичный шим-контроллер, для формирования 1.8 вольт

То же самое включение, идентичная микросхема, но как видите, вместо резистора на 17.4 ком установлен нулевик, а резистор нижнего плеча отсутствует (извиняюсь за каракули, но думаю смысл понятен). Теперь обратимся к даташит на сам шим-контроллер

Как можете наблюдать, 1.2 вольта это минимально допустимое значение, шим-контроллер по истечению времени перестает на него реагировать, причина кстати, такому поведению мне тоже не до конца ясна. Но факт остается фактом, это болячка, которая превращает рабочую видеокарту в нерабочую в случайный момент времени))

Далее, как я писал выше, что бы заставить шим-контроллер работать, достаточно увеличить напряжение на выводе EN, что я и сделал, взяв за основу схему от МСИ, где резистивный делитель состоит из двух одинаковых резисторов по 10 кОм.

И напряжение после резистивного делителя теперь составляет 1.6 вольт

И напряжение 1 вольт шим-контроллер формирует как в аптеке)

Но страдания с данной видеокартой на этом не завершились (со слов владельца неисправности в виде артефактов стали проявляться после переезда и видимо механического воздействия), в моем случае при малейшей деформации платы видеокарты переставала определяться ПК — значит идем к реболлу ГПУ

Кстати, немного доработал в очередной раз паяльную станцию — верхний нагреватель теперь кварцевый (более подробно рассказал в видео в начале поста)

А так как трафарет я профукал раскидаю шарики в ручную))

И такой конечный результат. Далее карта перестала реагировать на механическое воздействие и можно перейти к заветному и всеми любимому МАТС))

Ошибки в двух каналах — не беда, снимаем чипы памяти

В одном случае просто серые пятаки (справа) и во втором вырванные с корнем (соответственно слева). Для сбережения бюджета владельца я решил восстановить пятаки, а не менять чип памяти полностью. Процедура не сильно сложная, при должной сноровке

Как говорится — делай раз, два и три)

Далее устанавливаем чипы памяти на свои места и видеокарта прошла тест без ошибок и снова вернулась к полноценной «жизни»)))) Собираем, тестим, майним)

P.S. Благодарю за внимание, надеюсь пост будет интересен и поможет начинающим мастерам))

Я в ВК — https://vk.com/mafiyaforever, телега — @Mafiya67

Оригинал

RODOS-4 (ШИМ контроллер 16 каналов)

Устройство RODOS-4 представляет собой универсальный 16 канальный ШИМ контроллер, предназначенный для управления слаботочными нагрузками, такими как ШИМ входы LED драйверов, затворы полевых транзисторов, светодиоды оптопар, интеллектуальные ключи, входы логических элементов других схем, слаботочные реле и др.

 

Разработка отладочных образцов и радиолюбительских поделок или же создание комплексных систем с высокой степенью интеграции – компактная конструкция RODOS-4 совместно с обширными возможностями управления через базовое программное обеспечение дают Вам полноценное эксплуатационно-гибкое решение для реализации Ваших идей.

 

Устройство поддерживает операционные системы Windows и Linux

 

Скачать и ознакомиться с программным обеспечением, а так же с более подробным техническим описанием Вы можете нажав на вкладку «ДОКУМЕНТАЦИЯ» и «ЗАГРУЗКИ».

 

Стандартное программное обеспечение позволит Вам:

 

·      Управлять выходами устройства из полноценного интуитивно понятного приложения

 

·      Управлять выходами устройства из командной строки

 

·      Организовывать работу RODOS-4 по расписанию

 

·      Удаленно управлять устройством через интернет с ftp сервера

 

·      Управлять выходами устройства вручную через записи в файл управления, расположенный локально с программой

 

Устройство RODOS-4 пришло на смену снятого с производства MP710.

 

Устройство RODOS-4 полностью программно и аппаратно совместимо с MP710.

 

При заказе партии изделия от 200 шт. возможна адаптация программного обеспечения под Ваши задачи.

 

Данное устройство производится исключительно на заводе в России и перед тем как попасть к Вам в руки проходит 100% контроль качества.

 

Если у Вас остались вопросы и требуется техническая консультация по данному устройству, просто позвоните по номеру 8 (499) 645-54-06 или напишите на [email protected] Наши специалисты с удовольствием ответят на все вопросы.

 

Как проверить шим контроллер блока питания

Широтно–импульсные преобразователи являются конструктивной частью импульсных блоков питания электронных устройств. Разберем, как проверить ШИМ контроллер с применением мультиметра, на примере материнской платы компьютера.

Проверка на материнской плате

Итак, при включении питания платы, срабатывает защита. В первую очередь, необходимо проверить мультиметром сопротивление плеч стабилизатора.

Для этих целей также может быть использован тестер радиодеталей. Если одно из них показывает короткое замыкание, то есть, измеренное сопротивление составляет меньше 1 Ома, значит, пробит один из ключевых полевых транзисторов.

Выявление пробитого транзистора в случае, если стабилизатор однофазный, не составляет труда – неисправный прибор при проверке мультиметром показывает короткое замыкание. Если схема стабилизатора многофазная, а именно так питается процессор, имеет место параллельное включение транзисторов. В этом случае, определить поврежденный прибор можно двумя путями:

  1. произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
  2. не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.

Второй способ работает не во всех случаях. Если пробитый элемент определить не удалось, придется все же выпаять транзистор.

Далее производится замена поврежденного транзистора, а также, установка на место всех выпаянных в процессе диагностики радиоэлементов. После этого можно попытаться запустить плату.

Первое включение после ремонта лучше выполнить, сняв процессор и выставив соответствующие перемычки. Если первый запуск был успешным, можно проводить тест с нагрузкой, контролируя температуру мосфетов.

Неисправности ШИМ контроллера могут проявляться так же, как и пробой мосфетов, то есть уходом блока питания в защиту. При этом проверка самих транзисторов на пробой результата не дает.

Кроме этого, следствием нарушения функций ШИМ контроллера может быть отсутствие выходного напряжения или его несоответствие номинальной величине. Для проверки ШИМ контроллера следует вначале изучить его даташит. Наличие высокочастотного напряжения в импульсном режиме, при отсутствии осциллографа, можно определить, используя тестер кварцев на микроконтроллере.

Признаки неисправности, их устранение

Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.

Остановка сразу после запуска

Импульсный модулятор запускается, но сразу останавливается. Возможные причины: разрыв цепи обратной связи; блок питания перегружен по току; неисправны фильтровые конденсаторы на выходе.

Поиск проблемы: осмотр платы, поиск видимых внешних повреждений; измерение мультиметром напряжения питания микросхемы, напряжения на ключах (на затворах и на выходе), на выходных емкостях. В режиме омметра мультиметром надо измерить нагрузку стабилизатора, сравнить с типовым значением для аналогичных схем.

Импульсный модулятор не стартует

Возможные причины: наличие запрещающего сигнала на соответствующем входе. Информацию следует искать в даташите соответствующей микросхемы. Неисправность может быть в цепи питания ШИМ контроллера, возможно внутренне повреждение в самой микросхеме.

Шаги по определению неисправности: наружный осмотр платы, визуальный поиск механических и электрических повреждений. Для проверки мультиметром делают замер напряжений на ножках микросхемы и проверку их соответствия с данными в даташит, в случае необходимости, надо заменить ШИМ контроллер.

Проблемы с напряжением

Выходное напряжение существенно отличается от номинальной величины. Это может происходить по следующим причинам: разрыв или изменение сопротивления в цепи обратной связи; неисправность внутри контроллера.

Поиск неисправности: визуальное обследование схемы; проверка уровней управляющих и выходных напряжений и сверка их значений с даташит. Если входные параметры в норме, а выход не соответствует номинальному значению – замена ШИМ контроллера.

Отключение блока питания защитой

При запуске широтно-импульсного модулятора, блок питания отключается защитой. При проверке ключевых транзисторов короткое замыкание не обнаруживается. Такие симптомы могут свидетельствовать о неисправности ШИМ контроллера или драйвера ключей.

В этом случае нужно произвести замер сопротивлений между затвором и истоком ключей в каждой фазе. Заниженное значение сопротивления может указывать на неисправность драйвера. При необходимости делается замена драйверов.

Широтно–импульсные преобразователи являются конструктивной частью импульсных блоков питания электронных устройств. Разберем, как проверить ШИМ контроллер с применением мультиметра, на примере материнской платы компьютера.

Проверка на материнской плате

Итак, при включении питания платы, срабатывает защита. В первую очередь, необходимо проверить мультиметром сопротивление плеч стабилизатора.

Для этих целей также может быть использован тестер радиодеталей. Если одно из них показывает короткое замыкание, то есть, измеренное сопротивление составляет меньше 1 Ома, значит, пробит один из ключевых полевых транзисторов.

Выявление пробитого транзистора в случае, если стабилизатор однофазный, не составляет труда – неисправный прибор при проверке мультиметром показывает короткое замыкание. Если схема стабилизатора многофазная, а именно так питается процессор, имеет место параллельное включение транзисторов. В этом случае, определить поврежденный прибор можно двумя путями:

  1. произвести демонтаж транзистора и проверить мультиметром сопротивление между его выводами на предмет пробоя;
  2. не выпаивая транзисторы, замерить и сравнить сопротивление между затвором и истоком в каждой из фаз преобразователя. Поврежденный участок определяется по более низкому значению сопротивления.

Второй способ работает не во всех случаях. Если пробитый элемент определить не удалось, придется все же выпаять транзистор.

Далее производится замена поврежденного транзистора, а также, установка на место всех выпаянных в процессе диагностики радиоэлементов. После этого можно попытаться запустить плату.

Первое включение после ремонта лучше выполнить, сняв процессор и выставив соответствующие перемычки. Если первый запуск был успешным, можно проводить тест с нагрузкой, контролируя температуру мосфетов.

Неисправности ШИМ контроллера могут проявляться так же, как и пробой мосфетов, то есть уходом блока питания в защиту. При этом проверка самих транзисторов на пробой результата не дает.

Кроме этого, следствием нарушения функций ШИМ контроллера может быть отсутствие выходного напряжения или его несоответствие номинальной величине. Для проверки ШИМ контроллера следует вначале изучить его даташит. Наличие высокочастотного напряжения в импульсном режиме, при отсутствии осциллографа, можно определить, используя тестер кварцев на микроконтроллере.

Признаки неисправности, их устранение

Перейдем к рассмотрению конкретных признаков неисправностей ШИМ контроллера.

Остановка сразу после запуска

Импульсный модулятор запускается, но сразу останавливается. Возможные причины: разрыв цепи обратной связи; блок питания перегружен по току; неисправны фильтровые конденсаторы на выходе.

Поиск проблемы: осмотр платы, поиск видимых внешних повреждений; измерение мультиметром напряжения питания микросхемы, напряжения на ключах (на затворах и на выходе), на выходных емкостях. В режиме омметра мультиметром надо измерить нагрузку стабилизатора, сравнить с типовым значением для аналогичных схем.

Импульсный модулятор не стартует

Возможные причины: наличие запрещающего сигнала на соответствующем входе. Информацию следует искать в даташите соответствующей микросхемы. Неисправность может быть в цепи питания ШИМ контроллера, возможно внутренне повреждение в самой микросхеме.

Шаги по определению неисправности: наружный осмотр платы, визуальный поиск механических и электрических повреждений. Для проверки мультиметром делают замер напряжений на ножках микросхемы и проверку их соответствия с данными в даташит, в случае необходимости, надо заменить ШИМ контроллер.

Проблемы с напряжением

Выходное напряжение существенно отличается от номинальной величины. Это может происходить по следующим причинам: разрыв или изменение сопротивления в цепи обратной связи; неисправность внутри контроллера.

Поиск неисправности: визуальное обследование схемы; проверка уровней управляющих и выходных напряжений и сверка их значений с даташит. Если входные параметры в норме, а выход не соответствует номинальному значению – замена ШИМ контроллера.

Отключение блока питания защитой

При запуске широтно-импульсного модулятора, блок питания отключается защитой. При проверке ключевых транзисторов короткое замыкание не обнаруживается. Такие симптомы могут свидетельствовать о неисправности ШИМ контроллера или драйвера ключей.

В этом случае нужно произвести замер сопротивлений между затвором и истоком ключей в каждой фазе. Заниженное значение сопротивления может указывать на неисправность драйвера. При необходимости делается замена драйверов.

Практический ремонт блока питания D-Link JTA0302D-E (5В*2А).

Давно созрела идея сделать методическое пособие по ремонту блоков питания выполненных на ШИМ контроллере UC384X. Пока только делаем наработки, которые должны собраться в единый материал. Сразу оговорюсь, сами мы по такой методике блоки питания на 384Х не ремонтируем, слишком долго, и в большинстве своем при ремонте больше полагаемся на интуицию и опыт. Но столкнувшись с неизвестной дрыгалкой (так мы называем ШИМ контроллер) работаем именно по этой методике.

Ремонт №1.

Начнем ремонт со схемы

Рис. Схема блока питания D-Link

  1. Самая первичная диагностика. Замеряем входное сопротивление со стороны входа и выхода. В обоих случаях не должно быть короткого замыкания. В нашем случае короткого замыкания нет и сопротивление входа выхода в пределах нормы. Входное сопротивление мы измеряем для того, что бы знать, есть смысл включать в розетку еще не разобранный блок питания. Если входное сопротивление слишком мало в пределах 50-1000 Ом, желательно сразу разбирать и смотреть, что могло выйти из строя. Выходное сопротивление следует измерять на предмет короткого замыкания, следует отметить у блока питания на выходе стоят конденсаторы. При проверке есть шанс – прибор покажет короткое замыкание, однако через небольшой промежуток времени короткое замыкание исчезнет — конденсатор зарядится. Если же короткое замыкание не пропадает, возможно проблема в выходном проводе или подкорачивает в штекере. В нашем случае входное сопротивление колеблется от 600кОм до 1,5мОм (в зависмости от степени заряда конденсатора С1(22мкФ*400В), на выходе нет короткого замыкания.
  • Диагностическое включение. Первичная диагностика по сопротивлению показала входное сопротивление больше 600 кОм – это говорит о том, что блок питания можно включать в сеть.
  • Важное замечание. Замерять входное сопротивление настоятельно рекомендуется, еще по одной причине. Рано или поздно по входному сопротивлению вы будете понимать живой или битый конденсатор на выходе первичного выпрямителя.

    Важное замечание если есть хоть малейшее подозрение, что в первичной цепи блока питания есть дефект, рекомендуется включать на лампу накаливания 220В. Пример подключения на лампу. При таком включении при коротком замыкании в первичной цепи блока питания, у Вас не вышибет автоматик, а просто лампочка загорится во весь накал.

    Рис. Подключение ремонтируемого блока питания на лампу накаливания 220В.

    На включенном в сеть блоке питания замеряем выходное напряжение. В нашем случае выходного напряжение 0в, то есть блок питания вообще не включается.

  • Разбираем и делаем визуальный осмотр. По опыту хочется сказать, 50% всех ремонтов, делаются за счет замены неисправных деталей выявленных при визуальном осмотре. Для визуального осмотра Вам понадобится мощный источник света и увеличительное стекло (лупа). Для беглого осмотра достаточно каски (ремешок на голову на котором закреплены увеличительные стекла, как у сталеваров), для детального осмотра используем лупу с 20х увеличением. В нашем случае визуально ни чего не удалось обнаружить, можете попробовать сами, фото прилагаются.
    Рис. Блок питания D-Link JTA0302D-E, вид со стороны деталей Рис. Блок питания D-Link JTA0302D-E, вид со стороны печатной платы
    Хорошо подходит для этих целей лупа с подсветкой для определения фальшивых купюр.

    Снимаем лишнее, а именно корпус-вилку и подключаемся через обычный провод с вилкой на конце.

  • Проверка выпрямителя. Включаем и смотрим напряжение на конденсаторе выпрямителя C1 (22мкФ*400В), напряжение около 306В, что говорит об исправности выпрямителя. Значит, неисправен или не работает ШИМ контроллер UC3843.
  • Проверяем напряжение питания на ШИМ контроллере IC1(UC3843).
  • Рис. Цепь запуска при включении, блок питания D-Link

    К слову сказать на схеме указана UC3842B, у рассматриваемого блока питания стоит UC3843A. В чипах, обозначение которых содержит индекс «А», снижен стартовый ток и несколько выше точность опорного напряжения, но стоимость их одинакова.

    На 7 ноге присутствует 7,6В, что соответствует напряжению выключения. Фактически ШИМ контроллер даже не включался, так как для включения требуется не менее 8,4В на этой ноге. Замеряем так называемый пусковой конденсатор С6 (47мкФ*25В) емкость конденсатора 18мкФ. Меняем конденсатор С6 (47мкФ*25В) на конденсатор 47мкФ*50В, напряжение на 7 ноге микросхемы появилось и стало равным 12В.

    Замена конденсатора на другой номинал вызвана тем, что на этом месте привычнее видеть конденсатор именно такого номинала, но и 25В тоже должен нормально работать, так как параллельно ему стоит защитный стабилитрон ZD1 на 20В.
    Рис. Форма напряжения питания на 7 ноге UC3842 до замены конденсатора С6. Рис. Форма напряжения питания после замены конденсатора С6.

    Собственно ремонт закончился. Напряжение на выходе стало в норме.

    1. Проверка выходного напряжения на нагрузку. Важный этап про который почему то, некоторые механики забывают. Подключаем на выход +5В -автомобильную лампу 12В ближний/дальний свет, лампа должна гореть довольно ярко даже на дальнем свете. Если блок питания не зажигает автомобильную лампу, выходные конденсаторы под замену. В нашем случае проверка на лампу прошла успешно.

    Вывод. Данный пример оказался не очень интересный в плане поиска неисправности, но он показывает очень характерную поломку для микросхемы ШИМ контроллера 384x, выход из строя пускового конденсатора.

    Практический ремонт. Как бы на самом деле происходил ремонт -общее время ремонта от начала до конца, с мини тех. прогоном 30 мин.

    1. Меряем входное, выходное сопротивление.
    2. Включаем, смотрим выходное напряжение.
    3. Разбираем, осматриваем, меняем пусковой конденсатор не задумываясь, без всяких замеров и осциллограмм.
    4. Включаем меряем выходное напряжение и выдаем из ремонта с проверкой на лампу 12В.

    Запуск и проверка от внешнего блока питания12В, моделирование работы ШИМ контроллера.

    Рис. Запуск микросхемы UC3843A от внешнего блока питания.

    Данная процедура позволяет проверить работоспособность микросхемы ШИМ контроллера. В рассматриваемом примере этого делать не надо так, как блок питания запустился полсе замены пускового конденсатора, материал изложен в ознакомительных целях. Кратко, на 5 и7 ногу подаем землю и +12В соответсвенно. На 8 ноге должно появится опорное напряжение +5В, на 4 ноге пила, на 6 ноге импульсы управляющие работой силового ключа.

    Почему подано 12В?

    Во первых, UC3843A напряжение включения 8,4В.

    Во вторых, на входе по питанию в блоке питания стоит стабилитрон на 20В, так что больше 20 вольт подавать нельзя.

    В третьих, 12 вольт лекго снять с обыкновенного блока питания ATX для компьютера.

    В чем разница между контроллерами заряда PWM и MPPT?

    Устройства контроля заряда контролируют энергию, поступающую от солнечных батарей. Он регулирует ток и напряжение, а затем отправляет их на батареи. Устройство контроля заряда предотвращает перезарядку и разрядку аккумуляторов. Следовательно, он защищает систему. Каждая солнечная энергетическая система требует устройства контроля заряда. Устройства управления зарядкой разделены на два: PWM (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание максимальной мощности)

    PWM означает широтно-импульсную модуляцию.Устройства управления зарядом PWM можно объяснить как электрический переключатель между батареями. Переключатель можно быстро включить и выключить. Таким образом, можно получить желаемое напряжение для зарядки аккумуляторов. По мере зарядки аккумуляторов ток заряда будет медленно уменьшаться.

    MPPT означает отслеживание точки максимальной мощности. MPPT — это метод наблюдения и регулирования энергии, поступающей от солнечной панели к батареям. Солнечные панели показывают переменную мощность в зависимости от погодных условий.Устройства управления зарядом MPPT могут согласовывать напряжение солнечной панели с напряжением батареи, чтобы максимизировать эффективность заряда. В этих системах можно использовать полную мощность солнечных панелей путем балансировки между напряжением и током в соответствии с уравнением P = V x A. Например, количество тока, потребляемого панелями, уменьшено для защиты напряжения в пасмурную погоду. В солнечную погоду разрешается потреблять больше тока.

    Основное различие между устройствами управления зарядом PWM и MPPT состоит в том, что устройства MPPT более эффективны.Устройства контроля заряда MPPT имеют на 30% более эффективную эффективность заряда в соответствии с типом PWM. Напряжение панели и напряжение батареи должны быть согласованы в системах ШИМ. В системах MPPT допускается, что серия панелей имеет более высокое напряжение, чем батареи. Это означает большую гибкость для роста системы.

    С другой стороны, контроллеры MPPT дороже контроллеров PWM. Из-за этого в небольших системах, где эффективность не критична, все еще используются ШИМ-контроллер заряда.

    Размер солнечной энергетической системы важен для выбора устройства контроля заряда.Устройства контроля заряда MPPT лучше всего подходят для профессиональных приложений. ШИМ-регуляторы заряда могут обеспечить достаточную производительность в небольших приложениях, не требующих дополнительных свойств. Разницы в эффективности между PWM и MPPT может быть недостаточно, чтобы оправдать разницу в цене в небольших проектах. Однако в больших проектах это играет огромную роль в том, насколько хороша производительность системы.

    Руководство покупателя — нужен ли мне контроллер заряда солнечной энергии с ШИМ или MPPT?

    Зачем нужен контроллер солнечного заряда?

    Контроллер заряда солнечной батареи (часто называемый регулятором) похож на обычное зарядное устройство, т.е.е. он регулирует ток, протекающий от солнечной панели в батарею, чтобы избежать перезарядки батарей. (Если вам не нужно понимать причины, прокрутите до конца простую блок-схему). Как и в случае с зарядным устройством для аккумуляторов обычного качества, предусмотрены различные типы аккумуляторов, можно выбрать напряжение поглощения, напряжение холостого хода, а иногда также можно выбрать периоды времени и / или конечный ток. Они особенно подходят для литий-железо-фосфатных батарей, поскольку после полной зарядки контроллер остается на установленном плавающем или удерживающем напряжении около 13.6 В (3,4 В на элемент) до конца дня.

    Наиболее распространенный профиль заряда — это та же основная последовательность, что и на качественном сетевом зарядном устройстве, то есть объемный режим> режим абсорбции> плавающий режим. Вход в режим оптовой заправки происходит по адресу:

    • восход утром
    • , если напряжение батареи падает ниже определенного напряжения в течение более чем установленного периода времени, например 5 секунд (повторный вход)

    Этот повторный вход в объемный режим хорошо работает со свинцово-кислотными аккумуляторами, поскольку падение и падение напряжения хуже, чем для литиевых аккумуляторов, которые поддерживают более высокое и стабильное напряжение на протяжении большей части цикла разряда.

    Литиевые батареи

    Литиевые батареи

    (LiFePO4) не получают выгоды от повторного входа в режим большой емкости в течение дня, так как внутреннее сопротивление литиевых батарей увеличивается при высоком (и низком) состоянии заряда, как показано оранжевыми вертикальными линиями в таблице ниже и необходимо только время от времени балансировать ячейки, что может быть сделано только вокруг напряжения поглощения. Связанная с этим причина состоит в том, чтобы избежать быстрого и большого изменения напряжения, которое будет происходить в этих регионах при включении и выключении больших нагрузок.

    Литиевые батареи

    не имеют определенного «напряжения холостого хода», и поэтому «напряжение холостого хода» контроллера должно быть установлено равным или чуть ниже «напряжения колена заряда» (как указано в таблице ниже) заряда LiFePO4. профиль, т.е. 3,4 В на элемент или 13,6 В для аккумулятора 12 В. Контроллер должен удерживать это напряжение в течение оставшейся части дня после полной зарядки аккумулятора.

    Разница между контроллерами солнечного заряда PWM и MPPT

    Суть различия:

    • С ШИМ-контроллером ток выводится из панели чуть выше напряжения батареи, тогда как
    • С ]]> Контроллер заряда солнечной батареи MPPT ток выводится из панели на панели «максимальное напряжение питания» (подумайте о контроллере MPPT как о «интеллектуальном преобразователе постоянного тока в постоянный»)

    Вы часто видите лозунги типа «вы получите 20% или более энергии, собираемой с контроллера MPPT».Эта дополнительная плата на самом деле значительно различается, и ниже приводится сравнение, предполагая, что панель находится на полном солнце, а контроллер находится в режиме объемной зарядки. Игнорирование падений напряжения и использование простой панели и простой математики в качестве примера:

    Максимальный ток питания панели (Имп.) = 5,0 А

    Максимальное напряжение питания панели (Vmp) = 18 В

    Напряжение аккумулятора = 13 В (напряжение аккумулятора может варьироваться от 10,8 В до 14,4 В в режиме абсорбционной зарядки).При 13 В усилитель панели будет немного выше, чем максимальный усилитель мощности, скажем, 5,2 А

    .

    С ШИМ-контроллером потребляемая мощность панели составляет 5,2 А * 13 В = 67,6 Вт. Это количество энергии будет потребляться независимо от температуры панели, при условии, что напряжение панели остается выше напряжения батареи.

    С контроллером MPPT мощность панели составляет 5,0 А * 18 В = 90 Вт, т.е. на 25% больше. Однако это слишком оптимистично, поскольку напряжение падает с ростом температуры; Таким образом, если предположить, что температура панели повышается, скажем, на 30 ° C выше температуры стандартных условий испытаний (STC), составляющей 25 ° C, и напряжение падает на 4% на каждые 10 ° C, т.е.е. всего 12%, тогда мощность, потребляемая MPPT, будет 5 А * 15,84 В = 79,2 Вт, то есть на 17,2% больше мощности, чем у ШИМ-контроллера.

    Таким образом, наблюдается увеличение сбора энергии с помощью контроллеров MPPT, но процентное увеличение сбора значительно варьируется в течение дня.

    Различия в работе ШИМ и MPPT:

    ШИМ:

    Контроллер ШИМ (широтно-импульсной модуляции) можно рассматривать как (электронный) переключатель между солнечными панелями и батареей:

    • Переключатель находится в положении ВКЛ, когда режим зарядки находится в режиме объемной зарядки
    • Переключатель «щелкает» ВКЛ и ВЫКЛ по мере необходимости (широтно-импульсная модуляция), чтобы поддерживать напряжение батареи на уровне напряжения поглощения.
    • Выключатель выключен в конце абсорбции, в то время как напряжение батареи падает до плавающего.
    • Переключатель снова включается и выключается по мере необходимости (широтно-импульсная модуляция), чтобы удерживать напряжение батареи на уровне плавающего напряжения.

    Обратите внимание, что когда переключатель находится в положении ВЫКЛ, напряжение панели будет равным напряжению холостого хода (Voc), а когда переключатель включен, напряжение панели будет равным напряжению батареи + падение напряжения между панелью и контроллером.

    Лучшее соответствие панели для ШИМ-контроллера:

    Лучшая панель для ШИМ-контроллера — это панель с напряжением, которое чуть выше, чем требуется для зарядки аккумулятора, и с учетом температуры, как правило, панель с Vmp (максимальное напряжение питания) около 18 В для зарядки аккумулятора. Аккумулятор 12 В. Их часто называют панелями на 12 В, хотя их напряжение в напряжении около 18 В.

    MPPT:

    Контроллер MPPT можно рассматривать как «интеллектуальный преобразователь постоянного тока в постоянный», т.е.е. он понижает напряжение панели (следовательно, можно использовать «домашние панели») до напряжения, необходимого для зарядки аккумулятора. Ток увеличивается в той же пропорции, что и падение напряжения (без учета потерь на нагрев в электронике), как в обычном понижающем преобразователе постоянного тока в постоянный.

    «Умный» элемент преобразователя постоянного тока в постоянный — это мониторинг точки максимальной мощности панели, которая будет меняться в течение дня в зависимости от интенсивности и угла наклона солнца, температуры панели, затенения и состояния панели (ей).Затем «умники» регулируют входное напряжение преобразователя постоянного тока в постоянный — на «инженерном языке» он обеспечивает согласованную нагрузку на панель.

    Лучшая панель для контроллера MPPT:

    Для согласования панели с контроллером MPPT рекомендуется проверить следующее:

    1. Напряжение холостого хода панели (Voc) должно быть ниже допустимого напряжения.
    2. VOC должен быть выше «пускового напряжения», чтобы контроллер «включился».
    3. Максимальный ток короткого замыкания панели (Isc) должен находиться в пределах указанного диапазона
    4. Максимальная мощность массива — некоторые контроллеры допускают «завышение размера», например.g Redarc Manager 30 может иметь подключенную мощность до 520 Вт

    Выбор подходящего солнечного контроллера / регулятора

    ШИМ — хороший недорогой вариант:

    • для небольших систем

    • где эффективность системы не критична, например, капельная зарядка.

    • для солнечных панелей с максимальным напряжением питания (Vmp) до 18 В для зарядки аккумулятора 12 В (36 В для аккумулятора 24 В и т. Д.).

    Контроллер MPPT лучший:

    • Для более крупных систем, где целесообразно использование дополнительных 20% * или более энергии

    • Когда напряжение солнечной батареи существенно выше, чем напряжение батареи e.грамм. с помощью домашних панелей, для зарядки аккумуляторов 12В

    * Контроллер MPPT даст более высокую отдачу по сравнению с контроллером PWM при увеличении напряжения панели. Т.е. панель eArche мощностью 160 Вт, использующая 36 обычных монокристаллических ячеек с максимальной мощностью 8,4 А, будет обеспечивать около 8,6 А при 12 В; в то время как панель мощностью 180 Вт, имеющая еще 4 ячейки, будет обеспечивать такую ​​же силу тока, но 4 дополнительных ячейки увеличивают напряжение панели на 2 В. Контроллер PWM не будет собирать дополнительную энергию, но контроллер MPPT будет собирать дополнительные 11.1% (4/36) от панели 180 Вт.

    По тому же принципу для всех панелей, использующих элементы SunPower с более чем 32 ячейками, требуется контроллер заряда MPPT, в противном случае контроллер PWM будет собирать ту же энергию от панелей с 36, 40, 44 ячейками, что и с панели с 32 ячейками.

    Характеристики и опции солнечного контроллера заряда

    Контроллеры

    Victron SmartSolar имеют встроенный Bluetooth для удаленного мониторинга MPPT путем сопряжения его со смартфоном или другим устройством через приложение Victron.

    Контроллеры Boost MPPT

    Контроллеры заряда

    Genasun «Boost» MPPT позволяют заряжать аккумуляторы, которые имеют более высокое напряжение, чем панель.

    Комбинированное зарядное устройство MPPT и DC-DC

    Функция MPPT является естественным дополнением к функции зарядного устройства DC-DC, и есть несколько качественных брендов, которые предоставляют ее в стадии разработки.
    Один блок можно использовать отдельно, поскольку он автоматически переключается между зарядкой генератора и зарядкой от солнечной энергии.Для более крупных систем мы предпочитаем использовать отдельный контроллер MPPT для фиксированных панелей на крыше и использовать комбинированный контроллер MPPT / DC-DC с переносными панелями. В этом случае разъем Андерсона размещается снаружи дома на колесах, который затем подключается к солнечному входу блока MPPT / DC-DC.

    Обратите внимание, что емкость аккумулятора должна быть достаточной, чтобы суммарный зарядный ток от одновременной зарядки от генератора переменного тока и солнечных панелей на крыше не превышал рекомендованный производителем максимальный зарядный ток.

    Варианты дешевле

    Дешевые контроллеры могут быть помечены как MPPT, но тестирование показало, что некоторые из них на самом деле являются контроллерами PWM.
    Дешевые контроллеры могут не иметь защиты аккумулятора от перенапряжения, что может привести к перезарядке аккумулятора и потенциальному повреждению аккумулятора, поэтому покупатель должен быть осторожен.

    Несколько солнечных зарядных устройств

    При правильном подключении можно добавить несколько солнечных зарядных устройств (любая комбинация типа и мощности) для зарядки аккумулятора.Правильная проводка означает, что каждое солнечное зарядное устройство в идеале подключается отдельно и непосредственно к клеммам аккумулятора. Этот идеальный случай означает, что каждый контроллер «видит» напряжение батареи и на него не влияет ток, исходящий от других контроллеров заряда. Контроллеры, очевидно, не будут иметь идентичных характеристик зарядки и могут иметь разные настройки, и они будут заряжаться в соответствии со своими запрограммированными характеристиками. Эта ситуация ничем не отличается от зарядки аккумулятора от сети / генератора одновременно с зарядкой от солнечной батареи.В современных контроллерах ток не будет течь обратно от батареи к контроллеру (за исключением очень небольшого тока покоя).

    Простая блок-схема

    Мне нужен контроллер солнечного заряда

    Vmp солнечной панели больше:
    — 19 В для батареи 12 В
    — 34 В для батареи 24 В
    — 49 В для батареи 36 В
    — 64 В для батареи 48 В

    Vmp солнечной панели находится в пределах:
    — 17-19 В для батареи 12 В
    — 30-34 В для батареи 24 В
    — 43-49 В для батареи 36 В
    — 56-64 В для батареи 48 В

    Vmp солнечной панели меньше:
    — 13 В для батареи 12 В
    — 26 В для батареи 24 В
    — 41 В для батареи 36 В
    — 43 В для батареи 48 В

    MPPT против теста ШИМ | В чем разница между MPPT и PWM? — Веб-сайт Solar

    Эта страница может содержать партнерские ссылки. Ознакомьтесь с нашей политикой раскрытия информации здесь.

    Часто это один из первых вопросов, который задают люди, попадающие в солнечные системы. Существует две основные категории контроллеров заряда солнечной энергии, поэтому , какой из них лучше, PWM или MPPT ? Простой вопрос, на который не всегда есть простой ответ.

    В чем разница между контроллерами заряда PWM и MPPT?

    Разница между контроллерами MPPT и PWM заключается в том, что контроллер PWM понижает напряжение солнечной панели до уровня чуть выше напряжения батареи, от точки максимальной мощности (MPP) панели.Контроллер MPPT сопоставляет свое внутреннее сопротивление с характеристическим сопротивлением солнечной панели, потребляя ток в точке максимальной мощности.

    Как обычно, я решил выяснить для себя и устроил небольшой эксперимент с , используя пример каждого контроллера в с одинаковыми уровнями инсоляции , измеряя выходную мощность панели в ваттах , поскольку каждая панель заряжает идентичный аккумулятор .

    Ниже моего собственного эксперимента я добавил видео с расшифровкой довольно хорошего объяснения того, как работает каждый тип, но прежде чем я продолжу, вот результаты моих выводов.

    Контроллеры

    MPPT используют точку максимальной мощности солнечной панели. В этот момент напряжение и ток максимальны, равно как и выходная мощность в ваттах, так как V x I = Вт. В тестах контроллер MPPT передавал на 20-25% больше энергии для зарядки аккумулятора, чем контроллер ШИМ в идентичных условиях.

    Давайте перейдем к деталям теста.

    MPPT vs PWM Test by Author

    Используемое оборудование:

    • Гибкая монокристаллическая солнечная панель мощностью 100 Вт (без бренда)
    • дешевый нижний предел диапазона PWM 20 А Контроллер заряда солнечной батареи (без бренда)
    • средний 350 Вт MPPT (30 А при 12 В) контроллер заряда солнечной энергии (MPPT5025A-DUO-BT)
    • Ваттметр постоянного тока
    • 30 Ач литий-фосфатная батарея (используется в качестве нагрузки)

    MPPT против ШИМ Процедура тестирования:

    После обширных исследований в Интернете выяснилось, что распространенное мнение о том, что контроллеры MPPT на на 30% эффективнее , чем PWM, не совсем верно во всех ситуациях.

    Многие профессионалы утверждают, что для небольших массивов в теплом климате разница ничтожна и что MPPT действительно вступает в силу только тогда, когда несколько панелей соединены последовательно , тем самым повышая входное напряжение фотоэлектрической панели выше напряжения на клеммах батареи.

    Другая проблема состоит в том, чтобы убедиться, что условий тестирования между контроллерами / панелями идентичны , особенно в маломощных системах мощностью менее 200 Вт. Тем не менее, я пойду и посмотрю, какие результаты я получу.

    Я использую частично разряженную литиевую батарею в качестве нагрузки. Чтобы убедиться, что я не попадусь в ловушку использования двух неидентичных батарей, я протестирую оба контроллера с одинаковыми панелями ( 2 x 100 Вт, ) и одной и той же батареей в течение 2 часа каждый в середине. день в точно таких же солнечных условиях. Я не буду беспокоиться об измерении освещенности, так как это сравнительный тест .

    Панели будут подключены в параллельном для теста PWM (входное напряжение PV = 21 вольт ) и в серии для теста MPPT ( 42 вольт ) — Я читал, что MPPT работает лучше, когда входное напряжение фотоэлектрической системы значительно выше, чем напряжение на клеммах аккумуляторной батареи.

    В каждом случае панели были наклонены под одинаковым углом перпендикулярно солнцу в ясный день. Общая мощность панели составляет 200 Вт , но поскольку тест проводился в феврале в Португалии, я ожидаю, что выходная мощность составит около 33% от полной мощности (освещенность здесь в среднем в феврале составляет 350 кВт / м2 ).

    См. Схему подключения ниже — это очень просто. Я подключаю аккумулятор к контроллеру PWM, подключаю солнечные панели и даю им зарядить аккумулятор в течение часа или двух.Затем я переключусь на контроллер заряда MPPT и проведу тот же тест, чтобы убедиться, что небо чистое.

    Тест MPPT и PWM — результаты

    Конфигурация солнечной панели

    9037 9037 9037 9037 9037 сказал, что результаты тестов относятся к этому эксперименту и не могут быть репрезентативными для всех ситуаций — просто существует слишком много переменных.

    В следующей таблице собраны несколько фактических результатов испытаний из разных мест, в различных погодных условиях с разными номиналами мощности солнечных панелей:

    Облачность — 5 градусов C — очень слабый свет

    Пасмурное утро — 26 градусов Цельсия

    903

    Тест MPPT против PWM — что лучше?


    Результаты тестов довольно убедительны, и большинство из них показывают, что контроллер MPPT дает прирост от 20 до 25% в различных условиях.Один выброс даже показывает прирост в 45%, но было бы благоразумно пойти с большинством и заявить, что MPPT на целых 30% эффективнее, чем PWM.

    Это одно из больших преимуществ сбора многочисленных результатов тестов — средние значения дают нам некоторую уверенность в том, что мы можем ожидать от контроллера MPPT.

    Почему MPPT лучше, чем PWM?

    Люди подключают солнечные панели напрямую к нагрузке, не понимая, что они делают — это очень неэффективно.

    Когда вы это делаете, большая часть энергии, вырабатываемой вашей панелью, теряется. Когда солнечная панель имеет пиковую выходную мощность, она также генерирует собственное внутреннее сопротивление , которое зависит от ее выходного уровня. Это называется «характеристическим сопротивлением панели ».

    Контроллер MPPT сопоставляет свое внутреннее сопротивление с характеристическим сопротивлением солнечной панели, потребляя мощность в точке максимальной мощности. Контроллер PWM понижает напряжение солнечной панели до уровня чуть выше напряжения батареи, от точки максимальной мощности панели.MPPT на 30% эффективнее.

    Это означает, что если мы не учтем это сопротивление в нашей конструкции, то большая часть всей энергии солнечного света, попадающего на фотоэлектрический элемент , будет потрачена зря !

    Когда солнечная панель подключена к нагрузке, чем ближе внутреннее сопротивление нагрузки соответствует с характеристическим сопротивлением панели, тем больше мощности может быть извлечено из нее.

    В действительности выходная мощность зависит не только от количества полученного света, но также от того, какой тип резистора или « нагрузка » был подключен к нему.

    Сопоставить сопротивления сложно, потому что обычно у вас может быть солнечная панель с характеристическим сопротивлением от 3 до 5 Ом , и вы пытаетесь подключить ее к внутренней батарее, которая может быть менее 1 Ом .

    Вы можете приблизительно вычислить это значение, разделив максимальное напряжение питания ( В MP ) от вашей солнечной панели на его ток ( I YMP ). Эта информация должна быть в спецификации для вашей конкретной модели солнечной панели.Устройства

    MPPT соответствуют внутреннему сопротивлению солнечной панели для извлечения максимальной мощности. Предоставлено: Synergy files

    Если у нас есть спецификации с максимальным напряжением питания и максимальным током мощности, мы можем использовать их для определения характеристического сопротивления панели. Допустим, это 3,43 Ом.

    Если максимальный ток и напряжение не могут быть найдены, значение характеристического сопротивления затем получается с использованием значений тока замкнутой цепи (Isc) и напряжения холостого хода (Voc). значений — это достаточно хорошая оценка. .

    При сопротивлении нагрузки около 3,43 Ом эта солнечная панель будет обеспечивать максимальное количество энергии , которое она может.

    Если панель рассчитана на 280 Вт и если мы не сопоставим сопротивления, то не сможет получить где-то рядом с этой нагрузкой.

    Как можно найти нагрузку с внутренним сопротивлением , аналогичным значению внутреннего сопротивления для ваших солнечных батарей?

    Устройство MPPT служит своего рода буфером между панелью и нагрузкой, что делает его намного более эффективным.MPPT — лучший термин для отслеживания точки максимальной мощности.

    MPPT (отслеживание точки максимальной мощности) — это инновационная технология, которая позволяет максимизировать мощность , вырабатываемую вашим солнечным инвертором.

    Видео ниже хорошо объясняет, как два контроллера работают на практике, с графиками, чтобы проиллюстрировать принципы, которые иногда не слишком ясны:

    ШИМ против MPPT — стоят ли контроллеры MPPT того?

    Я буду говорить о солнечных регуляторах или солнечных контроллерах , в частности о двух наиболее распространенных типах PWM и MPPT .В этом видео я расскажу, как они работают, их различия и почему один может быть лучше другого для вашей установки.

    Сейчас солнечная панель на 12 вольт обычно выдает от 18 до 20 вольт , , поэтому так важно, что вам нужен регулятор.

    Если вы просто подключите солнечное одеяло или солнечную панель к батарее, она сначала заработает, но затем, когда напряжение зарядки возрастет, в конечном итоге сожжет вашу батарею .Это не хорошо!

    Раньше выбора не было. Когда дело дошло до солнечных регуляторов или солнечных контроллеров, у вас в основном был выключатель , , чтобы, когда солнце выходило, и ваша батарея была разряжена, переключатель был включен и заряжал вашу батарею.

    Как только ваша батарея достигнет точки высокого напряжения, когда она больше не будет нужна, вам придется выключить ее, иначе она выключится, чтобы перестать готовить батарею.

    Теперь это было не особенно эффективно, и аккумулятор не заряжался должным образом.Однако в наши дни у вас есть гораздо лучшие варианты, поэтому давайте посмотрим, что вам нужно для настройки.

    Для начала давайте поговорим о PWM , что означает широтно-импульсной модуляции , и это описывает, что делает это устройство, когда оно заряжает вашу батарею.

    Контроллеры заряда Renogy — инновации сочетаются с качеством — покупайте сейчас!

    Принцип работы солнечного контроллера заряда PWM


    Для начала, подает энергию в батарею, и он может фактически изменять количество времени или ширину этого заряда, так что он фактически модулирует длину импульса.Это может показаться довольно техническим, поэтому давайте взглянем на график, чтобы облегчить понимание.

    На вертикальной оси графика показано ваше напряжение , а на горизонтальной оси — время . Как вы можете видеть, когда регулятор включается, он находится под напряжением, затем отключается на короткий период времени, прежде чем снова включиться.

    Каждый раз, когда регулятор выключается, измеряет напряжение батареи, а подстраивается под следующий импульс .

    Вы могли заметить, что на этом графике напряжение зарядки составляет 13 вольт . Это потому, что когда вы подключаете ШИМ-регулятор к солнечной панели и батарее, большая нагрузка на батарею фактически снижает напряжение солнечной панели до уровня чуть выше напряжения батареи.

    Они не могут поднять это напряжение выше. Напряжение просто на увеличится на по мере зарядки аккумулятора .

    Тогда регулятор будет выдавать более высокое напряжение, но укорачивает ширину каждого импульса.Теперь поговорим об этом в реальном мире. Итак, давайте возьмем это солнечное одеяло мощностью 200 Вт в качестве примера.

    Теперь у меня есть точные характеристики, но для упрощения предположим, что он выдает 20 вольт и 10 ампер. 20 вольт умножить на 10 ампер — это 200 ватт.

    После того, как вы подключите его к регулятору PWM, батарея снизит это напряжение примерно до 13 вольт, и, поскольку он фактически не может повысить выходную мощность, вы теперь на 13 вольт умножить на 10 ампер в общей сложности 130 Вт .Таким образом, ваше солнечное одеяло мощностью 200 Вт может выдавать только 130 Вт.

    По мере зарядки аккумулятора внутреннее напряжение нарастает. Допустим, до 14,5 вольт . Если вы по-прежнему получаете 10 ампер , теперь у вас 145 Вт , но, к сожалению, вы никогда не получите полные 200 Вт из ШИМ-регулятора.

    Так зачем вам ШИМ-регулятор? Что ж, есть список плюсов и минусов, которые могут вам помочь.

    • Огромным преимуществом является их стоимость.Регуляторы PWM — это довольно недорогие регуляторы , что означает, что вы можете использовать солнечную установку без огромных начальных затрат.
    • Во-вторых, это проверенные технологии, которые, возможно, более надежны и долговечны, поскольку в них используется гораздо менее сложная технология. Теперь о минусах.

    Настройки контроллера заряда солнечной батареи PWM — Минусы

    Для регулятора PWM недостатком номер один является то, что, поскольку они заряжаются только при напряжении батареи или чуть выше, их эффективность составляет всего около 70 процентов.

    Они не могут повысить выходное напряжение или силу тока из блока. Они не могут использовать солнечные панели на 24 В, поэтому вы не можете использовать более высокое напряжение для меньшего падения напряжения в вашей системе.

    Они могут работать только с так называемой солнечной панелью на 12 вольт , вырабатывая около 18–20 вольт .

    Наконец, они не так идеальны для большой солнечной системы, что не имеет особого значения, если вы говорите только о кемпинге или падении, но вы должны помнить об этом, если когда-нибудь захотите вырастить солнечную батарею. множество.

    Принцип действия солнечного заряда MPPT


    Далее перейдем к регуляторам MPPT . Теперь MPPT означает Maximum Power Point Tracking , но это еще не все.

    Первое различие между MPPT и PWM состоит в том, что PWM просто подключает цепь и доводит выход солнечной панели до напряжения батареи.

    MPPT — это две отдельные цепи , поэтому все, что входит, может пройти через компьютер, а затем выводиться на другом уровне.

    Это более технически продвинутая система, что означает, что она будет заряжать ваши батареи намного лучше. Теперь давайте возьмем тот же пример, что и раньше, с панелью на 200 Вт и посмотрим на график регулятора MPPT.

    Гипотетически, предположим, у нас есть 200 Вт , которые поступают на вход вашего регулятора или контроллера MPPT.

    Если для зарядки вашей батарее требуется 13 вольт, MPPT возьмет эти 200 ватт, разделенные на требуемую выходную мощность 13 вольт, а затем выдает такое же количество мощности за вычетом крошечной неэффективности.

    Он выдает 13 вольт, , но около 15 ампер , так что фактически используется весь объем энергии, который вырабатывается вашей солнечной панелью.

    MPPT имеет еще одно преимущество — отслеживание максимальной мощности. В качестве примера предположим, что точка максимальной мощности этой солнечной панели находится примерно здесь на этом графике.

    По мере прохождения облака выходная мощность значительно снижается, но регулятор MPPT может постоянно отслеживать ее, сканируя точку максимальной мощности и выводя ее.ШИМ-регулятор не может этого сделать.

    Это просто пассивная система, и это означает, что по мере того, как солнечная панель нагревается или теряет эффективность, облака проходят, или у вас может быть крошечный кусочек полутени на вашей панели, MPPT всегда может сделать большую его часть и выдает максимальную мощность .

    Вам нужно солнечное зарядное устройство MPPT или MWM?

    Давайте поговорим о плюсах и минусах регулятора MPPT и о том, почему он может вам понадобиться.

    • Ну, во-первых, они на эффективнее , чем ШИМ-регулятор.

    • Во-вторых, они могут более использовать весь выход вашей солнечной панели, потому что они не просто пассивно понижают напряжение до напряжения вашей батареи, а затем используют столько тока, сколько они могут. Они могут фактически увеличить этот ток, чтобы использовать весь выход панели.

    • В-третьих, поскольку они могут отслеживать эту максимальную мощность даже в условиях низкой освещенности и облачности или при нагревании панели, они могут выдавать более эффективно , чем ШИМ.

    • Наконец, поскольку они могут вводить большее напряжение, вы не ограничены использованием солнечных панелей номиналом 12 вольт . Вы можете использовать солнечную панель с более высоким напряжением для меньшего падения напряжения в вашей системе, что означает, что в ваши батареи поступает больше энергии.

    Теперь о минусах регулятора MPPT. Во-первых, они обычно немного на больше и тяжелее , чем ШИМ той же мощности, но обычно это не имеет большого значения.Номер два, поскольку они более продвинутые внутри, они обычно на дороже.

    MPPT vs PWM test

    Можно говорить о различиях этих регуляторов на стенде, но гораздо важнее увидеть их реальную реальную производительность при нагрузке.

    Давайте возьмем их и сравним. Обе батареи разряжены примерно до 12,7 вольт или примерно 75% емкости , и они сидели всю ночь.

    Мы используем одно и то же солнечное одеяло, оба лежат на земле, что не идеально, но для сравнения.

    Соединяя обе панели, ШИМ мгновенно подключает цепь, в то время как MPPT вычисляет эту максимальную точку мощности.

    Примерно через 30 минут на солнце видно, что напряжение батареи уже нарастает. Панели нагреваются. В системе падение напряжения, и сегодня не совсем ясный день, поэтому мы не на полную мощность.

    PWM обеспечивает около 3 ампера или 40 ватт заряда , в то время как MPPT использует дополнительную мощность и заряжает его свыше 7 ампер или чуть более 100 ватт.

    Таким образом, MPPT выдает более чем удвоенную мощность ШИМ. Потери в системе, тот факт, что сегодня не совсем ясный день, и высокая температура панелей означают, что мы не получаем полных 200 Вт, но вы можете видеть, что в реальном мире именно здесь MPPT имеет такое огромное значение. .

    Так что, если вам нужен простой недорогой вариант, который будет работать в большинстве ситуаций, вы не можете пройти мимо ШИМ. Однако, если вы хотите максимально использовать всю мощность, которую может выдать ваша панель, и убедиться, что ваша батарея получает максимально возможный заряд, вам нужно перейти на , чтобы перейти на MPPT.

    Это довольно поверхностный взгляд на очень глубокую тему, поэтому, если у вас есть какие-либо вопросы, обязательно укажите их в комментариях ниже. Если вам понравилось это видео, не забудьте нажать «Нравится» и не забудьте нажать «Подписаться».

    Связанные вопросы

    Стоят ли контроллеры MPPT?

    В целом контроллеры заряда солнечной батареи MPPT оправдывают дополнительные расходы по сравнению с типом PWM. Вы можете рассчитывать получить на 30% больше энергии от своей солнечной панели, что является большим преимуществом в периодическую пасмурную погоду.

    Какой контроллер заряда от солнечной батареи лучше?

    Контроллеры заряда солнечных батарей MPPT являются лучшими, потому что они извлекают больше энергии из любой данной группы солнечных панелей. ШИМ очень дешевы, но не так эффективны. Самыми известными брендами контроллеров MPPT являются Victron и Epever.

    Как работает ШИМ-контроллер заряда солнечной батареи?

    ШИМ-контроллер заряда солнечной батареи измеряет напряжение батареи и регулирует выходное напряжение солнечных панелей в соответствии с состоянием разряда батареи. Контроллер регулирует напряжение, разделяя его на импульсы и изменяя время между этими импульсами.Таким образом, соответственно изменяется среднее напряжение.

    Полезные ресурсы:

    Форум пользователей контроллеров заряда солнечных батарей

    Форум RV

    MPPT против ШИМ-контроллера заряда PDF

    DIY Solar Forum

    Quora


    Solar Resources:

    называется SOLARDIRECT «Солнечный Супермаркет» с самыми низкими ценами в Интернете! Лидер на рынке возобновляемых источников энергии. с 1986 года. предлагает огромный ассортимент продукции, включая солнечные панели, батареи, инверторы, солнечные батареи для нагрева воды, ветряные турбины и сотни солнечных устройств, которые вы можете использовать прямо сейчас.Они предлагают скидки при оптовых закупках — это отличный ресурс как для любителей, так и для профессионалов.

    Обзор продуктов SOLARDIRECT

    RENOGY быстро становится предпочтительным источником солнечных панелей, комплектов, батарей и аксессуаров для управления солнечными батареями. Базируясь в US , где производятся продукты, они широко известны и уважаемы за инновации и качество .

    Обзор продуктов RENOGY


    MPPT vs PWM: Какой лучший контроллер RVSolar?

    Солнечный контроллер PWM против солнечного контроллера MPPT.Навигация по продуктам, необходимым для питания вашего RV / Van / Skoolie / Airstream от электросети, может сбивать с толку и нервировать. Ключевым моментом является понимание того, что лучше всего подходит для ваших нужд. Следовательно, определение того, подходит ли вам контроллер с широтно-импульсной модуляцией (PWM) или с отслеживанием максимальной мощности (MPPT), будет иметь большое значение для того, чтобы сделать ваше путешествие по солнечной энергии осознанным.

    Зачем вам солнечный контроллер?

    Солнечный контроллер — важный компонент вашей солнечной системы. Контроллер продлевает срок службы батареи, защищая ее от перезарядки.Когда ваша батарея полностью заряжена, она ограничивает ток, протекающий в ваши батареи от солнечной батареи.

    Так в чем разница?

    ШИМ-контроллер , по сути, подобен электрическому переключателю между солнечными панелями и батареей. Они эффективны в медленном снижении количества энергии, потребляемой вашими батареями по мере их приближения к полной зарядке, таким образом поддерживая их в полностью заряженном состоянии, одновременно устраняя нагрузку на ваши батареи.

    В дополнение к вышесказанному, контроллер MPPT также может преобразовывать избыточное напряжение в силу тока. Преимущество этой функции заключается в том, что она поддерживает оптимальное напряжение заряда, при этом для полной зарядки аккумуляторов требуется меньше времени. Это также позволяет снизить потери мощности, поскольку преобразование избыточного напряжения в ток позволяет большему напряжению проходить через панель к контроллеру.

    Плюсы ШИМ солнечного контроллера

    Минусы солнечного контроллера PWM

    • Хорошо зарекомендовали себя — они использовались в течение многих лет
    • Более доступный
    • Доступно для солнечных систем до 60 А
    • прочный
    • Доступны разные размеры для различных применений
    • Не подходит для солнечных систем более 60 А
    • Входное напряжение должно соответствовать напряжению аккумуляторной батареи

    Плюсы MPPT Solar Controller

    Минусы солнечного контроллера MPPT

    • Может приспособиться к росту солнечной системы
    • Обеспечивает повышенную эффективность зарядки
    • Доступно для солнечных систем до 80 А
    • Дороже
    • Физически больше, чем ШИМ

    Для более подробного сравнения, щелкните здесь , чтобы загрузить PDF-файл с нашим контроллером PWM и MPPT.

    В чем разница между контроллерами заряда солнечных батарей PWM и MPPT?

    Когда вам нужен контроллер заряда солнечной батареи? Как следует из названия, контроллер заряда солнечных батарей модулирует силу тока (а значит, и напряжение), поступающую от солнечных панелей к батареям. Это регулятор, который предотвращает перезарядку аккумуляторов. Избыточная зарядка может вызвать нагревание и взрыв, что создает угрозу безопасности. Нагрев также снижает эффективность системы. Более того, когда батареи разряжаются для обеспечения питания вашего дома, контроллер регулирует скорость разряда в соответствии с требованиями.Следовательно, контроллер солнечного заряда является важной частью установки.

    Нужен контроллер солнечного заряда или нет?

    Теперь, если вам интересно, нужен ли вам контроллер солнечного заряда или нет, вот что вам следует знать. Для каждой установки солнечной панели требуется контроллер заряда солнечной батареи. Однако вся система определяет, нужен ли вам солнечный инвертор со встроенным контроллером заряда или дополнительный контроллер заряда.

    Типы контроллеров солнечного заряда:
    Широтно-импульсная модуляция ( ШИМ)

    Этот тип широтно-импульсной модуляции дешевле и, следовательно, обычно используется для автономных солнечных систем в домашних хозяйствах и коммерческих приложениях.Солнечная панель 12 В может заряжать аккумулятор 12 В. Две панели на 12 В, соединенные последовательно, или одна панель на 24 В, необходимы для блока батарей на 24 В и так далее.

    PWM требует, чтобы вы согласовали напряжение массива панелей с напряжением батареи. В противном случае произойдет потеря мощности зарядки. И чем больше несоответствие, тем больше будет потеря мощности. Таким образом, ШИМ дешевле, но обладает меньшей гибкостью и эффективностью.

    Преимущества: ШИМ-контроллеры проверены временем, так как существуют уже давно.Тоже дешевле.

    Недостатки: Они не обеспечивают гибкости для роста системы. Кроме того, напряжение аккумуляторной батареи должно соответствовать номинальному напряжению солнечной батареи.

    Последняя технология, которая все чаще применяется для контроллеров заряда:

    Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) Контроллеры

    MPPT дороже, но обеспечивают большую гибкость с точки зрения количества панелей. Напряжение от фотоэлектрического модуля будет падать с соответствующим увеличением силы тока, чтобы соответствовать батарее.Увеличение силы тока приведет к более быстрой перезарядке. Эти контроллеры солнечного заряда будут автоматически настраиваться в соответствии с уравнением P = V x A. В результате вы получите больше энергии для зарядки аккумулятора и не будет потерь, в отличие от ШИМ.

    Преимущества MPPT следующие:
    • Контроллер MPPT позволяет панельному массиву иметь более высокое напряжение, чем батарейный блок. Это актуально для районов с низким уровнем освещенности или зимой с меньшим количеством солнечных часов.
    • Они обеспечивают повышение эффективности зарядки до 30% по сравнению с ШИМ
    • Большая гибкость для роста системы.Актуально для торговых заведений
    • Они обычно имеют более длительный гарантийный срок, чем тип ШИМ

    Теперь, когда вы понимаете разницу между контроллерами MPPT и PWM, посетите Genus, чтобы найти надежные готовые решения для ваших домашних или коммерческих приложений.

    Что такое контроллер заряда от солнечных батарей

    altE Storeon

    Контроллер заряда солнечной батареи управляет мощностью, поступающей в аккумуляторную батарею от солнечной батареи.Это гарантирует, что батареи глубокого цикла не будут перезаряжаться в течение дня, и что энергия не обратится к солнечным панелям в течение ночи и не разрядит батареи. Некоторые контроллеры заряда доступны с дополнительными возможностями, такими как управление освещением и нагрузкой, но управление питанием является его основной задачей.

    Контроллер заряда солнечной батареи доступен в двух различных технологиях: PWM и MPPT. То, как они работают в системе, сильно отличается друг от друга. Контроллер заряда MPPT дороже, чем контроллер заряда PWM, и часто стоит заплатить дополнительные деньги.

    PWM Контроллер заряда от солнечных батарей

    ШИМ-контроллер заряда солнечной энергии означает «широтно-импульсная модуляция». Они работают путем прямого подключения солнечной батареи к батарее. Во время массовой зарядки, когда есть непрерывное соединение от массива к батарее, выходное напряжение массива «понижается» до напряжения батареи. По мере того, как батарея заряжается, напряжение батареи повышается, поэтому выходное напряжение солнечной панели также увеличивается, используя больше солнечной энергии во время зарядки.В результате вам необходимо убедиться, что номинальное напряжение солнечной батареи соответствует напряжению батареи. * Обратите внимание, что когда мы говорим о солнечной панели 12 В, это означает, что панель предназначена для работы с батареей 12 В. Фактическое напряжение 12 В солнечной панели при подключении к нагрузке близко к 18 В (вольт при максимальной мощности). Это связано с тем, что для зарядки аккумулятора требуется источник более высокого напряжения. Если батарея и солнечная панель запускаются при одинаковом напряжении, батарея не будет заряжаться.

    Солнечная панель 12 В может заряжать аккумулятор 12 В. Солнечная панель на 24 В или солнечная батарея (две панели на 12 В, соединенные последовательно) необходимы для батареи на 24 В, а для батареи на 48 В требуется массив на 48 В. Если вы попытаетесь зарядить аккумулятор 12 В с помощью солнечной панели 24 В, вы потеряете более половины мощности панели. Если вы попытаетесь зарядить батарею на 24 В с помощью солнечной панели на 12 В, вы потеряете 100% потенциала панели и также можете разрядить батарею.

    Контроллер заряда от солнечных батарей MPPT

    Контроллер заряда солнечной батареи MPPT означает «отслеживание максимальной мощности».Он будет измерять напряжение Vmp на панели и преобразовывать напряжение фотоэлектрической батареи в напряжение батареи. Поскольку мощность контроллера заряда равна мощности контроллера заряда, когда напряжение падает, чтобы соответствовать батарее, ток увеличивается, поэтому вы используете большую часть доступной мощности от панели. Вы можете использовать солнечную батарею с более высоким напряжением, чем аккумулятор, например, солнечные панели с сеткой на 60 ячеек номиналом 20 В, которые более доступны. С помощью солнечной панели на 20 В вы можете заряжать батарею на 12 В, или две последовательно подключенные батареи могут заряжать до 24 В, а три последовательно могут заряжать батарею до 48 В.Это открывает широкий спектр солнечных панелей, которые теперь можно использовать для автономной солнечной системы.


    Посмотрите наше видео о том, что такое солнечный контроллер заряда и как его рассчитать для автономной солнечной энергосистемы, здесь:

    Также посмотрите наше видео о различиях между контроллерами заряда PWM и MPPT:


    Основные характеристики контроллера заряда от солнечных батарей:

    • Многоступенчатая зарядка аккумуляторной батареи — изменяет установленную мощность для аккумуляторов в зависимости от уровня заряда для более здоровых аккумуляторов.
    • Защита от обратного тока — не дает солнечным панелям разряжать батареи в ночное время, когда от солнечных панелей нет энергии.
    • Отключение при низком напряжении — отключает подключенную нагрузку, когда батарея разряжена, и включает ее снова, когда батарея заряжается снова.
    • Управление освещением — включает и выключает подключенный свет в зависимости от сумерек и рассвета. Многие контроллеры можно настраивать, позволяя настраивать их на несколько часов или всю ночь, или где-то посередине.
    • Дисплей — может отображать напряжение батареи, состояние заряда, ток, поступающий от солнечной панели.

    Купите контроллер заряда от солнечных батарей этих великих брендов прямо сейчас!

    Или позвоните нам сегодня по телефону 877-878-4060 , чтобы узнать, какой контроллер солнечного заряда лучше всего подходит для вашего приложения!

    .

    MPPT по сравнению с солнечными контроллерами PWM

    Мы собрали небольшой объем информации, которая, надеюсь, поможет вам лучше понять, в чем разница и почему вы должны выбрать для своей системы солнечный контроллер типа MPPT или PWM.

    Контроллер заряда солнечной батареи необходим практически во всех солнечных энергосистемах, использующих батареи. Задача контроллера солнечного заряда — регулировать мощность, поступающую от солнечных панелей к батареям. Чрезмерная зарядка батарей, по крайней мере, значительно сократит срок их службы и, в худшем случае, повредит батареи до такой степени, что они станут непригодными для использования.

    Самый простой контроллер заряда просто контролирует напряжение батареи и размыкает цепь, останавливая зарядку, когда напряжение батареи поднимается до определенного уровня.В старых контроллерах заряда использовалось механическое реле для размыкания или замыкания цепи, остановки или запуска подачи питания на батареи.

    Более современные контроллеры заряда используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для медленного снижения количества энергии, подаваемой на батареи, по мере того, как батареи становятся все ближе и ближе к полностью заряженному состоянию. Контроллер этого типа позволяет более полно заряжать батареи при меньшей нагрузке на батарею, продлевая срок ее службы. Он также может поддерживать батареи в полностью заряженном состоянии (называемом «плавающим») на неопределенный срок.ШИМ более сложен, но у него нет механических соединений, которые можно было бы разорвать.

    Самый последний и лучший тип контроллера заряда солнечной энергии называется слежением за точкой максимальной мощности или MPPT. Контроллеры MPPT в основном способны преобразовывать избыточное напряжение в силу тока. Это дает преимущества в нескольких различных областях.

    В большинстве солнечных энергетических систем используются 12-вольтовые батареи, подобные тем, которые используются в автомобилях. (Некоторые используют другие напряжения, и те же преимущества применимы и к этим системам.) Солнечные панели могут обеспечивать гораздо большее напряжение, чем требуется для зарядки батарей.По сути, преобразовывая избыточное напряжение в амперы, можно поддерживать напряжение заряда на оптимальном уровне, в то время как время, необходимое для полной зарядки аккумуляторов, сокращается. Это позволяет солнечной энергетической системе работать оптимально в любое время.

    Еще одна область, которая усиливается контроллером заряда MPPT, — это потеря мощности. Более низкое напряжение в проводах, идущих от солнечных панелей к контроллеру заряда, приводит к более высоким потерям энергии в проводах, чем более высокое напряжение. С контроллером заряда с ШИМ, используемым с батареями 12 В, напряжение от солнечной панели к контроллеру заряда обычно должно быть 18 В.Использование контроллера MPPT позволяет значительно повысить напряжение в кабелях от панелей к контроллеру заряда солнечной батареи. Затем контроллер MPPT преобразует избыточное напряжение в дополнительные усилители. За счет более высокого напряжения в кабелях от солнечных панелей к контроллеру заряда потери мощности в кабеле значительно снижаются.

    При использовании высоковольтных панелей «Grid Connect» с напряжением VOC выше 35 В для зарядки аккумуляторной батареи 12 В единственной опцией контроллера является контроллер заряда MPPT.

    Последняя функция современных контроллеров заряда солнечных батарей — предотвращение обратного тока. Ночью, когда солнечные панели не производят электричество, электричество может течь обратно от батарей через солнечные панели, разряжая батареи. Вы весь день упорно работали, используя солнечную энергию для зарядки батарей; Вы же не хотите тратить впустую всю эту силу! Контроллер заряда может определить, когда от солнечных панелей не поступает энергия, и разомкнуть цепь, отключив солнечные панели от батарей и остановив обратный ток.

    В заключение мы составили небольшой список, который включает в себя все преимущества и недостатки обеих технологий, чтобы вы могли легко решить, какая из них лучше всего подходит для вашей солнечной системы.

    Контроллеры солнечных батарей типа PWM

    Плюсы

    • ШИМ-контроллеры построены по проверенной временем технологии. Они уже много лет используются в солнечных системах и хорошо зарекомендовали себя.
    • Эти контроллеры недороги, обычно продаются менее чем за 350 долларов
    • Контроллеры ШИМ
    • доступны в размерах до 60 А
    • Контроллеры ШИМ
    • долговечны, большинство из них имеют пассивное охлаждение в стиле радиатора
    • Эти контроллеры доступны во многих размерах для различных приложений

    Минусы

    • Номинальное входное напряжение солнечной батареи должно соответствовать номинальному напряжению аккумуляторной батареи, если вы собираетесь использовать ШИМ
    • На данный момент нет единого контроллера мощностью более 60 А постоянного тока.
    • Многие небольшие ШИМ-контроллеры не внесены в списки UL
    • Многие блоки ШИМ меньшего размера поставляются без фитингов для кабелепровода
    • ШИМ-контроллеры имеют ограниченную емкость для роста системы
    • Не может использоваться с модулями подключения к сети более высокого напряжения

    Контроллеры солнечных батарей MPPT

    Плюсы

    • Контроллеры MPPT позволяют повысить эффективность зарядки до 30%
    • Эти контроллеры также предлагают потенциальную возможность иметь массив с более высоким входным напряжением, чем аккумуляторный блок
    • Вы можете получить размеры до 80 А
    • Гарантия на контроллер MPPT
    • обычно больше, чем на контроллеры PWM
    • MPPT обеспечивает большую гибкость для роста системы
    • MPPT — единственный способ регулирования модулей подключения к сети для зарядки аккумуляторов

    Минусы

    • Контроллеры MPPT дороже, иногда в два раза дороже, чем контроллер ШИМ
    • Блоки MPPT обычно больше по физическому размеру
    • Определение размера подходящей солнечной батареи может быть сложной задачей без руководства производителя контроллера MPPT
    • Использование контроллера MPPT заставляет солнечную батарею состоять из одинаковых фотоэлектрических модулей в одинаковых цепочках

    Источник: www.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Весь товар подлежит гарантии и сертифицирован!Все права защищены .RU