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Capitolo 8
Risultati sperimentali
8.1 Introduzione
In questo capitolo verranno presentati i risultati sperimentali ottenuti utilizzando il battery charger per caricare una batteria di tipo VRLA, ossia una tipica batteria per impianti fotovoltaici isolati.
8.2 La batteria
La batteria utilizzata durante i test e’ la Yuasa NP4-12.
Si tratta di una batteria ermetica al piombo di tipo VRLA, con capacità di 4 Ah , con tensione nominale di 12 Volt.
E’ adatta per il servizio in “tampone” o in uso ciclico, tipico degli accumulatori per sistemi fotovoltaici.
In quest’ultimo caso il produttore consiglia una tensione di fine carica pari a 14,6 V, e una corrente di carica massima pari a 1 A per entrambe gli usi.
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8.3 Caratteristica I/V del battery charger
Per misurare sperimentalmente il duty cycle si è preferito analizzare all’oscilloscopio la tensione sui drain dei MOS, invece di valutare la corrente negli induttori.
In tal caso TON coincide con l’intervallo di tempo in cui il MOS è chiuso
(acceso), come mostrato in figura 8.1:
Figura 8.1: Misura del tempo TO#
Nella fase iniziale dei test si è simulato il comportamento della batteria tramite un battery simulator, variando la tensione dell’ipotetica batteria da 10V a 14.9V. Si è utilizzato un solo canale del SAS configurato con i seguenti valori:
VMP = 9.5V - VOC = 11.5V IMP = 1.6A - ISC = 2A
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La seguente tabella indica in dettaglio i valori ottenuti dalle misure.
VIN [V] IIN [mA] VOUT [V] IOUT [mA] VPZ_OUT [V] VCTRL [V] DUTY CYCLE[%] 8.6 1342 10 1080 0.008 2,370 17 8.45 1434 10.5 1080 0.06 2,390 21.5 8.1 1570 11 1080 0.145 2,420 22 8.9 1060 11.5 790 1.742 2,470 23 8.94 1040 12 760 1.745 2,477 25.6 8.92 1060 12.25 741 1.746 2,480 27.1 8.92 1060 12.5 726 1.75 2,483 26.6 8.92 1067 12.75 713 1.75 2,487 27.3 8.93 1060 13 693 1.75 2,488 28 8.92 1069 13.25 686 1.75 2,489 28.6 8.92 1067 13.5 670 1.76 2,490 29.9 8.93 1070 13.75 657 1.76 2,494 30.5 8.92 1070 14 649 1.765 2,495 31.4 8.92 1070 14.25 639 1.767 2,496 31 9.17 820 14.3 500 0.224 2,499 26.3 10.2 222 14.4 140 0.08 2,500 7.8 10.2 191 14.5 118 0.07 2,499 4.9 10.3 155 14.6 98 0.059 2,500 4.9 10.4 139 14.7 84 0.053 2,499 4.9 10.4 110 14.8 64 0.04 2,500 4.9 10.4 37 14.9 17 0.002 2,499 4.9
Figura 8.2: Tabella dei risultati sperimentali utilizzando un battery simulator
In particolare VPZ_OUT indica la tensione sul pin pz_out del convertitore
SPV1020.
VCTRL indica la tensione sul pin VCTRL del SEA05.
Le misure confermano che pz_out va a zero non appena la corrente IOUT
supera 1 A, e non appena la tensione VOUT supera i 14.4 V, limitando il
duty cycle in entrambe i casi.
Per bassi valori di VOUT (fase di carica), la corrente IOUT viene limitata a
1.08A ≈ 1A, mentre per elevati valori di VOUT (fase di completamento
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Figura 8.3: Caratteristica I/V del battery charger collegato al battery simulator
Per il test di ricarica della batteria da 12V Yuasa NP4-12 si è utilizzato il SAS con gli stessi valori utilizzati col battery simulator. Il seguente grafico mostra la curva di ricarica I/V ottenuta dai dati sperimentali:
