Schéma Chargeur Batterie

[DAT44]

Bonjour,
tu peux faire un montage a hystérésis ...
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[Antoane]

Non le panneau solaire effectivement ne donne pas plus de 500mA en court circuit la batterie et une 12Ah. Ce qui est largement en dessous du 1/10C préconisé.

Toutefois si je met en shunt le PV à la batterie; c'est à dire si je comprends bien une diode+résistance adaptée à la puissance max du PV, je dois quand même surveiller la tension max de la batterie afin qu'elle ne dépasse pas son seuil critique. D'ou l'utilisation au moins d'un régulateur de tension fixé à 14 ou 15V j'imagine.

Il y a plusieurs solutions... La plus simple consise à mettre une super-diode zener* en parallèle de la batterie pour limiter la tension de charge. On peut faire beaucoup mieux en terme de gestion de charge, mais c'est déjà un excellent compromis performance vs. complexité.

super-diode zener = réference de tension bandgap type tl431 + booster de courant + compensation en température si on veut bien faire les choses.

L'excursion du courant irait de sa valeur maximale définie par la tension min de la batterie et la valeur minimale lorsque la batterie arrive à 14V.
Pas sur que la batterie aime ça sur du long terme même avec un courant très faible par rapport à sa capacité.

Le courant de sortie d'un PV est relativement indépendant de la tension, surtout sur une plage aussi faible. Par ailleurs, il parait au contraire pertinent que le courant de charge décroisse lorsque le SoC atteint 100 %.

...c'est à dire si je comprends bien une diode+résistance adaptée à la puissance max du PV,...

pas besoin de résistance : le PV est déjà une source de courant

[Bonnes perspectives]

Bonjour Merci de vos réponses

DAT44> Quand vous dites Hystérésis c'est à dire entre une valeur min et max. Comme je comprends, c'est à dire que j'ai tout intérêt à fixer la tension le plus haut possible de la tension de batterie, (excursion de tension max) pour avoir un hystérésis de courant étroit lorsque la batterie passe de 11à13ou14V

pas besoin de résistance : le PV est déjà une source de courant

Ok donc si le PV se comporte comme une source courant donc comme je comprends même si il n'y a pas de résistance entre 21V et 14V, la tension ne chutera pas. Si il y a une bonne exposition, le PV fournira ses 500mA ?

[Antoane]

Bonjour,

Le PV délivre un courant relativement proportionnel à l'ensoleillement et relativement indépendant de la charge auquel il est relié. La tension délivrée s'ajuste donc automatiquement à la charge. Si le courant vaut 200 mA et que le PV est relié à :
- une résistance de 20 Ohm, alors la tension sera proche de 20*0.2 = 4 V
- une batterie (déchargée) délivrant 11 V, alors la tension sera de 11 V
- une batterie (chargée) délivrant 13 V, alors la tension sera de 13 V...

Il y a évidement une tension maximale que le PV üeut délivrer de l'ordre de 20 V pour un PV de tension nominale 12 V.


Si tu relies le PV à une baterrie en parallèle d'une zener de 14 V, alors tant que la tension de la batterie sera inférieure à 14 V, la zener sera bloquée et le courant provennant du PV ira charger la batterie. Lorsque la tension délivrée pr la batterie atteindra 14V, la zener entrera en conduction et absorbera le courant du PV, limitant la tension à 14 V et évitant ainsi la surcharge de la batterie.

[lutshur]

La version Tropique : https://forums.futura-sciences.com/p...-futura.html#6

Je me suis amusé à comparer.
Je préfère celle où on replace la résistance de base du ballast par une source de courant. Et puis le réglage de la version Tropique n'est pas aisé.

[lutshur]

autre simulation

[Bonnes perspectives]

Bonsoir Antoane et merci de ta réponse.
J'ai quelques lacunes sur les panneaux solaires. Merci de m éclairer.
Le problème de l'adaptation du courant est réglé mais ni la régulation de la tension avec les TL431, ni le montage de paulfjujo (message #15) ne règle le problème de l'oscillation en courant. Le courant de stabilisera à sa valeur max mais pourra osciller de 500mA à 0. Est-ce que les batteries au plomb supportent de tels écarts en charge ?
Sinon j'ai imaginé (pour un peu plus de clarté voir ci-dessous) un montage qui impose une charge par la résistance et qui coupe lorsque la tension du panneau baisse.

J'ai mis la diode entre parenthèse car je ne sais si le NPN peut conduire une fois le courant de base à 0.
Je sais pas si ça peut marcher sinon je vois pas comment faire.
Peut-être une alimentation abaisseuse à découpage gérée par microcontrôleur.

[Antoane]

Bonsoir,

Le problème de l'adaptation du courant est réglé mais ni la régulation de la tension avec les TL431, ni le montage de paulfjujo (message #15) ne règle le problème de l'oscillation en courant.

Je ne comprend pas le problème, qui me semble venir d'une erreur de compréhension de ta part.

Le courant de stabilisera à sa valeur max mais pourra osciller de 500mA à 0.

Comment le courant peut-il être stabilisé et osciller entre 0 et 500 mA ?

Sinon j'ai imaginé (pour un peu plus de clarté voir ci-dessous) un montage qui impose une charge par la résistance et qui coupe lorsque la tension du panneau baisse.

Il y a quelques erreurs dans le circuit, mais les mettant de côté, il me semble voir deux régulaion/limitations en tension en série. Une seule suffirait.

Peut-être une alimentation abaisseuse à découpage gérée par microcontrôleur.

Il y a deux étapes dans la conception d'un circuit :
un dcdc serait une solution performante, mais dans ce cas on en profiterait pour implémenter un circuit intéligeant, intégrant en particulier un MPPT, ainsi que, pourquoi pas, une estimation du SoC.

[Bonnes perspectives]

Merci Lutshur et Antoane

Lutshur, je n'avais pas remarqué que tu utilises un signal périodique ; j'ai fait mes tests sur un signal continu non périodique.

Antoane> La tension délivrée s'ajuste donc automatiquement à la charge. Si le courant vaut 200 mA et que le PV est relié à :
- une résistance de 20 Ohm, alors la tension sera proche de 20*0.2 = 4 V batterie
- une batterie (déchargée) délivrant 11 V, alors la tension sera de 11 V
- une batterie (chargée) délivrant 13 V, alors la tension sera de 13 V...


Oui j'ai surement pas encore bien compris
Pour reprendre l'exemple de la résistance 20ohm et courant de 200mA avec batterie 4V. Ici nous avons une puissance de 800mW
Admettons que la puissance instantanée baisse à 500mW. Le PV va baisser sa tension pour garder son courant à 200mA ?
Si maintenant on admet que 800mW est la puissance maximale, peu souvent atteinte, ça veut dire que si j'impose la tension à 4V avec un régulateur j'aurais des coupures régulières; j'ai alors tout intérêt à limiter la charge par une résistance alors ?

Donc effectivement mon montage est un doublon mais je pensais que le courant allait tout de même chuter un peu.

Une alimentation SEPIC pourrait peut-être régler le problème des coupures sans devoir sacrifier sur la puissance lorsque la tension baisse en dessous de 14V ou 4V dans l'exemple.
Le régulateur MPPT consiste à diminuer la charge en diminuant le rapport cyclique de l'interrupteur j'imagine ?

[Antoane]

Pour reprendre l'exemple de la résistance 20ohm et courant de 200mA avec batterie 4V.

Désolé, le mot batterie en fin de ligne dans mon post#34 est en trop, c'est une erreur de copier-collé, j'ai modifié le message #34.
Dans cet exemple, la batterie ne devrait pas être présente.

Admettons que la puissance instantanée baisse à 500mW. Le PV va baisser sa tension pour garder son courant à 200mA ?

Tu raisonnes de travers : il ne fait pas supposer que la puissance diminue, mais que l'ensoleillement diminue, et, par conséquent, que le courant délivré par le PV diminue.


Ne parlons pas de régulateur à découpage tant que tout n'est pas clair avec les régulateurs linéaires.
Dans ton cas, c'est donc le courant qui coute cher (proportionnel à la surface du panneau, i.e. son ~prix), et tu peux supposer que la tension disponible en sortie du PV est toujours suffisante (même lorsque le ciel est nuageux) pour charger la batterie.

[Bonnes perspectives]

Ne parlons pas de régulateur à découpage tant que tout n'est pas clair avec les régulateurs linéaires.
Dans ton cas, c'est donc le courant qui coute cher (proportionnel à la surface du panneau, i.e. son ~prix), et tu peux supposer que la tension disponible en sortie du PV est toujours suffisante (même lorsque le ciel est nuageux) pour charger la batterie.

C'est vrai que je me sens pas trop à l'aise avec ces alims à découpage.

Donc si le courant varie pas mal dû au manque d'ensoleillement, cela voudrait dire que la résistance interne du Panneau change aussi ?
Maintenant si les batteries au plomb supportent des variations de faibles valeurs en courant par rapport à leur capacité ?

[Antoane]

Donc si le courant varie pas mal dû au manque d'ensoleillement, cela voudrait dire que la résistance interne du Panneau change aussi ?

Ici, tu peux vrament modéliser le panneau par une source de courant idéale d'amplitude proportionelle à l'ensoleillement, sans résistance interne parallèle.

Maintenant si les batteries au plomb supportent des variations de faibles valeurs en courant par rapport à leur capacité ?

Le courant de charge n'a pas besoin s'être lisse, ou constant.

[Bonnes perspectives]

Le courant de charge n'a pas besoin s'être lisse, ou constant.

Bonjour
merci bien j'étais convaincu que c'était le cas. J'ai du confondre avec les li-ions
J'étais

[DAT44]

Bonjour,

Bonjour Merci de vos réponses

DAT44> Quand vous dites Hystérésis c'est à dire entre une valeur min et max. Comme je comprends, c'est à dire que j'ai tout intérêt à fixer la tension le plus haut possible de la tension de batterie, (excursion de tension max) pour avoir un hystérésis de courant étroit lorsque la batterie passe de 11à13ou14V


Ok donc si le PV se comporte comme une source courant donc comme je comprends même si il n'y a pas de résistance entre 21V et 14V, la tension ne chutera pas. Si il y a une bonne exposition, le PV fournira ses 500mA ?

oui, la tension de sortie du PV s'ajuste a la tension de la batterie...

Pour l'Hystérésis, il faut définir un point haut et bas pour la charge et la décharge de la batterie...

Pour le montage un TL431+ TIP127+ résistance de puissance (10 ohm environ) doivent convenir (ne pas oublier un dissipateur thermique pour refroidir le transistor de puissance) ...

[Antoane]

Bonjour,

merci bien j'étais convaincu que c'était le cas. J'ai du confondre avec les li-ions

C'est discutable... Et ca dépend de quoi on parle :
- Pour des variations de courant à des échelles de temps de l'ordre de la ms (voire moins) : On a longtemps "cru" qu'avoir un courant de charge constant était préférable pour limiter l'échauffement de l'accus, mais la recherche actuelle se porte sur de nouveaux profils de charge par courant pulsé.
- Pour des variations de courant à des échelles de temps de l'ordre de la s ou de la minute : C'est peut-être le cas, mais je ne connais pas.

[DAT44]

Bonjour,
proposition de montage en régulation shunt avec hystérésis :
(réglage de hystérésis possible en modifiant la valeur de la 10 ohms du bas...)
(ajustage de la tension de charge par le pot 4,7K)
(le TIP127 doit être monté sur un dissipateur inférieur a 3°/W)

[Bonnes perspectives]

Pour le montage un TL431+ TIP127+ résistance de puissance (10 ohm environ) doivent convenir (ne pas oublier un dissipateur thermique pour refroidir le transistor de puissance) ...

Merci DAT44. Bien pratique ces TL431 je n'en avais pas et ça évite de faire de l'empilage approximatif de zener. J'en ai péter quelques unes comme ça.


Antoane> oui en fait l'article auquel je faisais référence c'était encore un autre type de batterie mais très courante encore la NICD et NIMH

https://ni-cd.net/wpnicd/index.php/l...pl%C3%A8tement.

Mais dans mon montage il s'agit bien de batterie Plomb

[Bonnes perspectives]

Bonjour,
proposition de montage en régulation shunt avec hystérésis :
(réglage de hystérésis possible en modifiant la valeur de la 10 ohms du bas...)
(ajustage de la tension de charge par le pot 4,7K)
(le TIP127 doit être monté sur un dissipateur inférieur a 3°/W)

Pièce jointe 457782

Merci pour ton montage avec Hystérésis DAT44. J'avoue que je comprends pas bien le montage mais c'est vrai que le TIP127 est un PNP alors que j'ai l'habitude de mettre des NPN et de charger par le +batterie.
Je comprends pas l'usage de R à 47ohm et R10 sous 3,9K. Ni R820 du bas
P4.7, R15&3.9K c'est pour fixer la référence ok
La diode du haut pour éviter que le courant ne parte du +BAT mais la diode du bas ?
Je pensais que le 14V était sur le coté du TL731 d'ou mon erreur sur le schéma du message 37 mais ici je n arrive pas à comprendre quelle est la tension à l'anode de la diode du haut: PV - Vbe - Ur820(PV-14?-1.2) - Uz (14?) = 0 oula il faut que je regarde la formule TL431

[Bonnes perspectives]

Une bonne piqûre de Kirchhoff

[Bonnes perspectives]

Ca ressemble un peu à ce montage tiré de la fiche technique TL431 p.27 sauf que là on charge par le +Batterie
[URL="https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf?ts=1649455378682&ref _url=https%253A%252F%252Fwww.g oogle.com%252F"
/URL]
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl...oogle.com%252F

[DAT44]

Bonjour,

Je comprends pas l'usage de R à 47ohm et R10 sous 3,9K. Ni R820 du bas

ben ça c'est le circuit d’hystérésis, quand le TL431 devient conducteur, il fait conduire le TIP127 qui alimente la 10 ohms/10W qui polarise la 1N4007 du bas ainsi que la 47 ohms et la 10 ohms.
Comme la tension au borne de la 1N4007 est limiter a 0,9 volt (environ), la tension de référence pour le TL431 est remonter de 150 mV (environ) par le pont de division 47 et 10 ohms, ce qui engendre une hystérésis de + 800mV (environs) sur la tension de charge de la batterie ...

P4.7, R15&3.9K c'est pour fixer la référence

oui

La diode du haut pour éviter que le courant ne parte du +BAT

oui

Je pensais que le 14V était sur le coté du TL731 d'ou mon erreur sur le schéma du message 37 mais ici je n arrive pas à comprendre quelle est la tension à l'anode de la diode du haut: PV - Vbe - Ur820(PV-14?-1.2) - Uz (14?) = 0 oula il faut que je regarde la formule TL431

La diode du haut c'est pour éviter de décharger la batterie dans le PV , donc la tension sur l’anode (PV) est toujours inférieur ou égale a la tension de cathode(Batterie) +900mV environs ...

[Bonnes perspectives]

Oui oui désolé un coup j'avais oublié l'hystérésis et mal lu ton message désolé oui les 3 éléments du bas servent à faire l'hystérésis

[DAT44]

Bonjour,

Ca ressemble un peu à ce montage tiré de la fiche technique TL431 p.27 sauf que là on charge par le +Batterie
[URL="https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf?ts=1649455378682&ref _url=https%253A%252F%252Fwww.g oogle.com%252F"
/URL]
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl...oogle.com%252F
Pièce jointe 457785

oui, mais ma version est amélioré

[Bonnes perspectives]

oui est de plus c'est par le - que ça charge

C'est vraiment intéressant donc si il y a un hystérésis de 900mV pour 14V si j'ai un courant de 200mA j'aurai un hystérésis de
0.9*0.2/14 = 12mA environ

[DAT44]

Bonjour,
non le courant de charge ne change pas , soit il part dans la batterie, soit il part dans le ballast (TIP127 + 10 ohm/10W)

Si tu a un seuil de fin charge de 13,5V et 900mV d’hystérésis, tu commence a charger a 12,6V et tu arrête la charge a 13.5V

[Bonnes perspectives]

Bonjour DAT44

Merci pour votre réponse.
Je comprenais que tout passais par le TIP127  donc c'est bon d'avoir précisé. En dessus de 13,5 tout s'arrête grâce au seuil de la zener et en dessous de 12,5 ça part dans le ballast ?

[DAT44]

Bonjour,

En dessus de 13,5 tout s'arrête grâce au seuil de la zener et en dessous de 12,5 ça part dans le ballast ?

oui, si tu a régler le seuil a 13,5V le TL431 conduit et dérive tout le courant pu PV dans le ballast (TIP127+10 ohms/10W), quand la tension de la batterie descend a 12,6 V (13,5-900mV) le TL431 ne conduit plus, la charge de la batterie reprend ...

[Bonnes perspectives]

Bonjour DAT44,
merci de ta réponse
excusez moi d'insister mais j'aimerais pas dire de bêtises ou surtout croire des bêtises quand on pense qu'on a compris mais qu'en réalité ce n'est pas le cas, même si certains montages sont trop compliqués pour certains mortels, j'ai la chance d'avoir l'auteur du montage à une portée de clic donc j'insiste.
Au début j'ai cru que le montage chargeait par le -BATTERIE ensuite j'ai cru que le courant avait un hystérésis proportionnel au 900mV et maintenant je me réfère à votre réponse:

DAT44: <non le courant de charge ne change pas , soit il part dans la batterie, soit il part dans le ballast (TIP127 + 10 ohm/10W)

si tu a régler le seuil a 13,5V le TL431 conduit et dérive tout le courant pu PV dans le ballast (TIP127+10 ohms/10W), quand la tension de la batterie descend a 12,6 V (13,5-900mV) le TL431 ne conduit plus, la charge de la batterie reprend ...>

Cela veut dire qu'il n'y a pas de variation de courant ? meme si il y a une légère variation de luminosité dans le PV ?
A 12.6V le montage charge un courant fixe à la batterie jusqu'à 13.5V. En dessous de 12,6 et en dessus de 13,5 aucun courant ne passe ?

[DAT44]

Bonjour,

Cela veut dire qu'il n'y a pas de variation de courant ? meme si il y a une légère variation de luminosité dans le PV ?

le courant provenant du PV vas bien sur varié en fonction de la luminosité, mais le courant du PV sera dévier ou non de la batterie en fonction du cycle d’hystérésis (non-charge ou charge) ...

A 12.6V le montage charge un courant fixe à la batterie jusqu'à 13.5V. En dessous de 12,6 et en dessus de 13,5 aucun courant ne passe ?

Ce n'est pas un courant fixe puisqu'il provient du PV, qui produit plus ou moins, mais en dessous de 12.6V tout le courant part vers la batterie (charge), et au dessus de 13.5V tout le courant est dérivé dans le ballast (non-charge) ...

[Antoane]

Bonjour,

Une fois de plus : les variations de courant de charge dues aux fluctuations de l'ensoleillement ne sont pas un problème.

L'hystérésis est en effet intéressant pour couper en fin de charge et éviter de maintenir une "forte" tension aux bornes de la batterie (topping vs. floating). Ici, l'inconvéniant est qu´on utilise une mémoire vive alimentée par le PV. La mémoire est donc, si je ne m'abuse, remise à zéro chaque fois que le panneau cesse d'alimenter. Pour l'éviter, il faudrait alimenter la mémoire avec la batterie.
Un passage en float serait aussi acceptable.

Il serait bon d'ajouter une dépendance en température de la tension de fin de charge.