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electronique:analogique:sources_energie:lumtrack_charger

Chargeur solaire Lumtrack

Objectif

Charger un pack lithium-ion par un panneau Lumtrack 6W … mais pas n'importe comment :

Un panneau solaire est une source de courant. Un chargeur Lipo charge à courant constant.
Il n'est donc pas question que le courant de charge imposé au panneau lui fasse chuter ça tension sous celle minimale supportée par le chargeur.
→ Théorie évoquée ici “Batteries lithium” (voir charge Solaire)

C'est là que que le module de charge Li-Ion pour panneau solaire Lipo Rider Pro intervient → “Voltage Proportional Current Control”
Le CN3065 ajuste le courant de charge pour ne pas voir sa tension d'entrée chuter sous la barre fatidique des 4,2 v …

L'objectif est donc de voir comment perdre le moins des précieux électrons fournis par ce genre de petit panneau tout en s'adaptant aux contraintes de charge Lithium-Ion

Adaptation du Lumtrack

Suppression buck-boost

Le lumtrack dispose d'une circuit buck boost interne à démonter.
Son objectif est de convertir en 5v à la hausse comme à la baisse la tension fournie par le panneau.
Il ne sera pas utile dans notre cas, le CN3065 ne s'attend pas justement à avoir une tension fixe en entrée, du coup on démonte :
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Mesure cellules

Caractérisation du panneau avec 3 expositions solaires différentes (de nuageux à ensoleillé) :
Pour cette mesure on fait débiter le panneau dans une résistance ajustable de puissance en n'oubliant pas de bien dimensionner les câbles pour éviter toutes pertes.

Source : Google Sheet
Les séries 1 et 2 ont été faites par Alain (cf google sheet). On ne retrouve pas les 6w annoncés par le constructeur, 3.5W au mieux .. #déception no

Adaptation du Lipo Rider

Pour raccorder directement le panneau au liporider je prévois 2 choses :

  • optimisation : remplacement de la diode anti retour shottky en entrée du liporider par une solution à FET (chute de tension ridicule) (blocking diode)
  • protection : on voit que le panneau à vide débite jusqu'à 7 volts, ce qui est trop pour le CN3065 ( Vinmax = 6v ). Il faut donc prévoir un limiteur de tension.

Diode parfaite à base de FET

Sur une proposition de la chaîne Cyrob, la diode parfaite se trouve du coté des FETs :



J'équipe donc le panneau d'un AO3401 sourcé auparavant (Voir Transistors - Interface de Sortie). Mesure avec une alim réglable :

Source : Google Sheet

Alors?? Elle est pas presque parfaite cette diode parfaite? cheeky
En tous cas ce n'est pas là que l'on va perdre de watts.

Limiteur de tension

La tension sera limitée sur le principe de la régulation shunt. Il ne s'activera que lorsque le chargeur ne tirera pas suffisamment de courant sur le panneau pour limiter la tension sous les 6V.
En charge ce circuit sera transparent.
Un couple diode zener / transistor assurera la fonction (voir Lien) :

Voir les généralités sur les régulateurs shunt dans les sources en bas de cette page.

Avec du bol j'ai trouvé un TIP31C sur une carte dont la caractéristique courant max correspond à notre besoin : Ic max = 3A
Comme le Vbe du transistor est de 0.55 volts, je test le montage avec une diode de 5,1 (valeur normée) :

Axe Y gauche pour Ic et Temp, Axe Y droite pour Vz - Axe X de 4 à 6 volts - Source : Google Sheet

Plusieurs remarques :

  • Vz = 5.1 V comme convenu
  • Le circuit commence à fonctionner à partir de 5 volts.
  • V Out max = 6 volts comme attendu.
  • La température du transistor monte en flèche au dessus de 100 mA .. et ça c'est un peu fâcheux .. Tmax = 150°

Réalisation

Quelques photos du montage final :

20180619_200959.jpg20180619_211620.jpg20180619_200911.jpg

Conclusion

Une fois le tout assemblé j'ai mesuré une charge d'environ 500mA sous un soleil du soir. Ce qui ressemble à une vrais réussite.
Je n'ai pas eu le temps d'effectuer plus de mesures, l'ami Alain doit partir en rando.

Exemple de mesures qui auraient été intéressantes d'observer :
- Point de “repos” (tension/courant) en plein soleil du couple panneau/shunt (sans le lipo rider)
- Courbes de charge tension/temps courant/temps aux bornes de la batterie et du shunt, sur le montage final.

Maintenant que l'on a une imprimante 3d, il manque plus qu'a faire une belle “mise en boite” comme diraient nos amis Canadiens →go Tinkercad!

Sources

Généralité sur les régulateurs shunt

electronique/analogique/sources_energie/lumtrack_charger.txt · Dernière modification : 2021/01/07 11:44 de florian