Okruh solárnej nabíjačky LDO s nulovým poklesom

Okruh solárnej nabíjačky LDO s nulovým poklesom

Tento článok pojednáva o jednoduchom solárnom okruhu s nízkym výpadkom LDO alebo s nulovým poklesom bez mikrokontroléra, ktorý je možné podľa želania používateľa upraviť rôznymi spôsobmi. Obvod nezávisí od mikrokontroléra a zvládne ho zostaviť aj laik.

Čo je to Zero Drop Charger

Solárna nabíjačka s nulovým poklesom je zariadenie, ktoré zaisťuje, že napätie zo solárneho panela dosiahne batériu bez toho, aby došlo k akémukoľvek poklesu napätia, či už v dôsledku odporu alebo interferencie polovodiča. Obvod tu používa MOSFET ako prepínač na zabezpečenie minimálneho poklesu napätia z pripojeného solárneho panelu.

Okrem toho má obvod výraznú výhodu oproti iným formám nabíjačiek s nulovým poklesom, zbytočne nevyhýba panelu, aby sa zabezpečilo, že panel bude môcť pracovať v zóne s najvyššou účinnosťou.



Poďme pochopiť, ako by sa tieto vlastnosti dali dosiahnuť prostredníctvom tohto nového návrhu obvodu, ktorý som navrhol ja.

Najjednoduchší obvod LDO

Tu je najjednoduchší príklad solárnej nabíjačky LDO, ktorú si každý zainteresovaný fanda dokáže zostaviť za pár minút.

Tieto obvody môžu byť efektívne použité namiesto drahých Schottky diódy na získanie ekvivalentného prenosu slnečnej energie s nulovým poklesom do záťaže.

P-kanál MOSFET sa používa ako prepínač LDO s nulovým poklesom. Zenerova dióda chráni MOSFET pred vysokými napätiami solárneho panelu nad 20 V. 1N4148 chráni MOSFET pred spätným pripojením solárneho panelu. Takto sa tento MOSFET LDO stáva úplne chráneným pred podmienkami reverznej polarity a tiež umožňuje nabíjanie batérie bez toho, aby došlo k poklesu napätia uprostred.

Pre verziu s N-kanálom môžete vyskúšať nasledujúci variant.

LDO pomocou N kanálu MOSFET

Používanie operačných zosilňovačov

Ak máte záujem o zostavenie nabíjačky s nulovým poklesom s funkciou automatického odpojenia, môžete to použiť pomocou operačného zosilňovača zapojeného ako komparátor, ako je uvedené nižšie. V tomto prevedení je neinvertujúci kolík IC umiestnený ako snímač napätia cez fázový delič napätia vyrobený z R3 a R4.

S odkazom na navrhovanú schému nabíjania regulátora nabíjania s nulovým poklesom napätia vidíme pomerne priamu konfiguráciu pozostávajúcu z operačného zosilňovača a mosfetu ako hlavných aktívnych zložiek.

Invertujúci kolík je ako obvykle upravený ako referenčný vstup pomocou R2 a zenerovej diódy.

Za predpokladu, že batéria, ktorá sa má nabíjať, je 12 V batéria, spojenie medzi R3 a R4 sa počíta tak, že pri určitej optimálnej úrovni vstupného napätia, ktorou môže byť napätie otvoreného obvodu pripojeného panelu, produkuje 14,4 V.

Po pripojení solárneho napätia na zobrazené vstupné svorky sa mosfet iniciuje pomocou R1 a umožňuje celé napätie cez jeho odtokový kábel, ktorý nakoniec dosiahne križovatku R3 / R4.

Tu sa okamžite zaznamená úroveň napätia a ak je vyššia ako nastavených 14,4 V, zapne výstup zosilňovača na vysoký potenciál.

Táto akcia okamžite vypne mosfet, pričom sa uistí, že do jeho odtoku už nie je povolené žiadne ďalšie napätie.

Avšak v tomto procese má teraz napätie tendenciu klesnúť pod hranicu 14,4 V cez križovatku R3 / R4, čo opäť vedie k nízkemu výstupu zosilňovača a následne k zapnutiu MOSFETu.

Vyššie uvedené prepínanie sa rýchlo opakuje, výsledkom čoho je konštantná hodnota 14,4 V na výstupe napájanom na svorky batérie.

Použitie mosfetu zaisťuje takmer nulový pokles výkonu zo solárneho panelu.

D1 / C1 sa zavádzajú na udržanie a udržanie konštantného napájania napájacích kolíkov IC.

Na rozdiel od bočníkových regulátorov sa tu prebytok napätia zo solárneho panelu reguluje vypnutím panelu, čo zaisťuje nulové zaťaženie solárneho panelu a umožňuje mu pracovať v najefektívnejších podmienkach, podobne ako v prípade MPPT.

Obvod solárnej nabíjačky LDO bez mikrokontroléra je možné ľahko upgradovať pridaním automatického vypnutia a funkcií nadprúdu.

Schéma zapojenia

POZNÁMKA: PRIPOJTE PIN # 7 IC PRIAME S (+) SVORKOU SOLÁRNEHO PANELU INAK OKRUH NEFUNKCUJE. LM321 POUŽÍVAJTE, AK JE NAPÄTIE SOLÁRNEHO PANELU VYŠŠIE AKO 18 V.

Zoznam položiek

  • R1, R2 = 10 tis
  • R3, R4 = na stanovenie požadovaného spojovacieho napätia použite online kalkulačku rozdeľovača potenciálov
  • D2 = 1N4148
  • C1 = 10uF / 50V
  • C2 = 0,22 uF
  • Z1 = by mala byť oveľa nižšia ako zvolená úroveň nabitia batérie
  • IC1 = 741
  • Mosfet = podľa batérie AH a solárneho napätia.

Používanie N-kanálového MOSFETu

Navrhovaný nízky výpadok je možné efektívne implementovať aj pomocou N-kanálového MOSFET. ako je uvedené nižšie:

Jednoduchý obvod solárnej nabíjačky s nulovým poklesom bez mikrokontroléra a kontrolovaného prúdu

POZNÁMKA: PIN # 4 IC PRIPOJTE PRIAMO S (-) SVORKOU SOLÁRNEHO PANELU, INAK OKRUH NECHÁ PRACOVAŤ. POUŽÍVAJTE LM321 Namiesto 741, AK JE VÝSTUP PANELU VYŠŠÍ AKO 18 V.

Pridanie aktuálnej funkcie ovládania

Druhý diagram vyššie ukazuje, ako je možné vyššie uvedený návrh vylepšiť funkciou súčasného riadenia jednoduchým pridaním tranzistorového stupňa BC547 cez invertujúci vstup operačného zosilňovača.

R5 môže byť akýkoľvek odpor s nízkou hodnotou, napríklad 100 ohmov.

R6 určuje maximálny prípustný nabíjací prúd pre batériu, ktorý sa dá nastaviť pomocou vzorca:

R (Ohms) = 0,6 / I, kde I je optimálna rýchlosť nabíjania (ampér) pripojenej batérie.

Dokončený obvod nabíjačky batérií s nulovým poklesom slnečnej energie:

Podľa návrhu 'jrp4d'the vyššie vysvetlené návrhy potrebovali pre správnu funkciu nejaké vážne úpravy. Finalizované, opravené pracovné návrhy pre rovnaké som predstavil prostredníctvom nižšie uvedených diagramov:

Podľa „jrp4d“:

Ahoj - bavil som sa s Mosfetmi (obvody na reguláciu napätia) a nemyslím si, že by niektorý z obvodov fungoval, okrem prípadov, keď je napätie v sieti iba niekoľko voltov väčšie ako cieľové napätie batérie. Pre všetko, kde je vstup oveľa viac ako batéria, bude mosfet iba viesť, pretože riadiaci obvod to nedokáže ovládať.

V obidvoch obvodoch je to rovnaký problém, s P-kanálom operačný zosilňovač nedokáže bránu natoľko vysoko, aby ju vypol (ako to pozoruje jeden príspevok) - iba prenáša sieťové napätie priamo na batériu. Vo verzii s N kanálom operačný zosilňovač nemôže riadiť bránu dostatočne nízko, pretože pracuje s vyšším napätím ako je -ve vedenie v boku.

Oba obvody potrebujú riadiace zariadenie pracujúce na plnom napätí, riadené operačným zosilňovačom

Vyššie uvedený návrh vyzerá platne a správne. Najjednoduchší spôsob, ako napraviť vyššie uvedený problém, je priame prepojenie kolíka č. 7 operačného zosilňovača s (+) solárneho panelu. To by problém okamžite vyriešilo!

Alternatívne je možné rovnaké vzory upraviť vyššie uvedeným spôsobom:

Použitie NPN BJT alebo N-kanálového mosfetu:

obvod solárnej nabíjačky s nulovým poklesom bez mikrokontroléra

Dióda D1 sa môže vybrať, keď sa potvrdí funkčnosť LDO

Na vyššie uvedenom obrázku môže byť výkonovým tranzistorom NPN TIP142 alebo mosfet IRF540 ..... a prosím odstráňte D1, pretože to jednoducho nie je potrebné

Pomocou PNP tranzistora alebo P-mosfetu

Po potvrdení funkčnosti je možné diódu D1 vybrať

Na vyššie uvedenom obrázku môže byť výkonovým tranzistorom mosfet TIP147 alebo IRF9540, tranzistor spojený s R1 môže byť tranzistor BC557 ... a prosím, odstráňte D1, pretože to jednoducho nie je potrebné.

Ako nastaviť obvod solárnej nabíjačky LDO

Je to veľmi jednoduché.

  1. Nepripájajte žiadny zdroj na strane mosfetu.
  2. Vymeňte batériu za premenlivý príkon a upravte ju na úroveň nabitia batérie, ktorá má byť nabitá.
  3. Teraz opatrne upravte predvoľbu pin2, kým sa kontrolka LED iba nezhasne. .... zalepte predvoľbu.
  4. Vaša solárna nabíjačka s nulovým poklesom je pripravená a nastavená.

Vyššie uvedené môžete potvrdiť použitím oveľa vyššieho vstupného napätia na strane MOSFET. Výstup na strane batérie produkuje dokonale regulovanú úroveň napätia, ktorú ste predtým nastavili.




Dvojica: Obvod žiarovky „Halogén“ pre svetlomet na motocykel Ďalej: Obvod nabíjania solárneho zosilňovača s LED stmievačom vodiča