Vezje sončnega polnilnika z ničelnim padcem LDO

Članek razpravlja o preprostem LDO ali brez padca vezju solarnega polnilnika brez mikrokrmilnika, ki ga je mogoče spreminjati na več različnih načinov glede na uporabniške želje. Vezje ni odvisno od mikrokrmilnika in ga lahko zgradi celo laik.

Kaj je polnilnik z ničelnim padcem

Sončni polnilnik brez padca je naprava, ki zagotavlja, da napetost sončne celice doseže baterijo, ne da bi pri tem padel napetost bodisi zaradi uporov bodisi zaradi motenj polprevodnikov. Tu vezje uporablja MOSFET kot stikalo za zagotovitev minimalnega padca napetosti na pritrjeni sončni plošči.

Poleg tega ima vezje izrazito prednost pred drugimi oblikami zasnov polnilnikov z ničelnim padcem, plošče po nepotrebnem ne ranžira in poskrbi, da plošča lahko deluje na območju z najvišjo učinkovitostjo.

Razumejmo, kako bi lahko te lastnosti dosegli s to novo idejo vezja, ki sem jo zasnoval jaz.

Najenostavnejši LDO vezje

Tukaj je najpreprostejši primer solarnega polnilnika LDO, ki ga lahko v minutah sestavi kateri koli zainteresiran hobi.

Ta vezja je mogoče učinkovito uporabiti namesto dragih Schottky diode, za pridobitev enakovrednega prenosa sončne energije v breme z ničelnim padcem.

P-kanalni MOSFET se uporablja kot LDO stikalo z ničelnim padcem. Zener dioda ščiti MOSFET pred visokimi napetostmi sončne celice nad 20 V. 1N4148 ščiti MOSFET pred povratno povezavo sončne celice. Tako ta MOSFET LDO postane popolnoma zaščiten pred pogoji obratne polarnosti in omogoča tudi polnjenje akumulatorja, ne da bi pri tem padla napetost.

Za različico N-kanala lahko preizkusite naslednjo različico.

Uporaba op amperov

Če želite zgraditi polnilnik brez padca s funkcijo samodejnega izklopa, lahko to uporabite z uporabo ojačevalnika, ki je ožičen kot primerjalnik, kot je prikazano spodaj. V tej izvedbi je neinvertirni zatič IC nameščen kot napetostni senzor preko stopnje napetostnega delilnika, izdelane z R3 in R4.

Glede na predlagani diagram vezja polnilnika regulatorja napetosti brez padca vidimo precej preprosto konfiguracijo, sestavljeno iz opampa in mosfet-a kot glavne aktivne sestavine.

Obratni zatič je kot ponavadi nameščen kot referenčni vhod z uporabo R2 in Zener diode.

Ob predpostavki, da je baterija 12V baterija, je spoj med R3 in R4 izračunan tako, da proizvede 14,4V pri določeni optimalni ravni vhodne napetosti, ki je lahko napetost odprtega kroga priključene plošče.

Pri uporabi sončne napetosti na prikazanih vhodnih terminalih se mosfet sproži s pomočjo R1 in dovoli celotno napetost na svojem odtočnem kablu, ki končno doseže spoj R3 / R4.

Tu se takoj zazna napetost in v primeru, da je višja od nastavljene 14,4 V, vklopi izhod opampa na visok potencial.

Ta postopek takoj izklopi MOSFET in se prepriča, da nobena nadaljnja napetost ne sme doseči odtoka.

Vendar pa v tem procesu napetost zdaj običajno pade pod oznako 14,4V na križišču R3 / R4, kar spet povzroči, da se izhod opampa spusti in nato vklopi MOSFET.

Zgornje preklapljanje se hitro ponavlja, kar povzroči konstantno 14,4 V na izhodu, ki se napaja na sponkah akumulatorja.

Uporaba MOSFET-a zagotavlja skoraj nič padca izhodne energije sončne celice.

D1 / C1 so predstavljeni za vzdrževanje in vzdrževanje stalne oskrbe z napajalnimi zatiči IC.

Za razliko od regulatorjev tipa ranžiranja se tu odvečna napetost sončne celice nadzoruje z izklopom plošče, kar zagotavlja nično obremenitev sončne celice in ji omogoča delovanje v njenih najučinkovitejših pogojih, podobno kot pri MPPT.

Vezje solarnega polnilnika LDO brez mikrokrmilnika je mogoče enostavno nadgraditi z dodajanjem funkcij samodejnega izklopa in presežne omejitve toka.

Shema vezja

OPOMBA: PROSIMO, DA KONICO št. 7 IC NEPOSREDNO PRIKLJUČITE S (+) PRIKLJUČKOM SOLARNE PLOŠČE, V nasprotnem primeru vezje ne bo delovalo. UPORABITE LM321, ČE JE NAPETOST SOLARNE PLOŠČE VIŠJA OD 18 V.

Seznam delov

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = uporabite spletni kalkulator delilnika potenciala za pritrditev zahtevane napetosti križišča
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22uF
• Z1 = mora biti precej nižji od izbrane napolnjenosti akumulatorja
• IC1 = 741
• Mosfet = glede na baterijo AH in sončno napetost.

Uporaba N-Channel MOSFET

Predlagani nizki osip se lahko učinkovito izvede tudi z uporabo N-kanalnega MOSFET-a. kot je navedeno spodaj:

OPOMBA: PROSIMO, DA KONICO št. 4 IC NEPOSREDNO PRIKLJUČITE S (-) PRIKLJUČKOM SOLARNE PLOŠČE, V DRUGEM MESTU VELIKO VEČ NE BO DELOVALO. UPORABITE LM321 Namesto 741, če je izhod plošče višji od 18 V.

Dodajanje funkcije trenutnega nadzora

Drugi diagram zgoraj prikazuje, kako je zgornjo zasnovo mogoče nadgraditi s trenutno krmilno funkcijo, tako da preprosto dodate tranzistorski oder BC547 čez obrnjeni vhod opampa.

R5 je lahko kateri koli upor nizke vrednosti, na primer 100 ohmov.

R6 določa največji dovoljeni polnilni tok akumulatorja, ki ga lahko nastavite s formulo:

R (ohmi) = 0,6 / I, kjer je I optimalna hitrost polnjenja (amperi) priključene baterije.

Dokončano vezje polnilca sončne baterije brez padca:

V skladu s predlogom 'jrp4d't' so zgoraj pojasnjeni načrti potrebovali nekaj resnih sprememb za pravilno delovanje. Končne, popravljene delovne zasnove za iste sem predstavil s pomočjo spodnjih diagramov:

Glede na „jrp4d“:

Živjo - Zelo sem se zezal z Mosfeti (napetostna krmilna vezja) in mislim, da nobeno vezje ne bo delovalo, razen če je napetostna črta le nekaj voltov večja od ciljne napetosti akumulatorja. Za vse, kjer je vhod veliko več kot akumulator, bo MOSFET samo vodil, ker ga krmilno vezje ne more nadzorovati.

V obeh tokokrogih gre za isto težavo, pri P-kanalu op-amp ne more voziti vrat dovolj visoko, da bi jih lahko izklopil (kot je opazil en prispevek) - samo prenese linijsko napetost naravnost skozi akumulator. V različici z N kanali opcijski ojačevalnik vrat ne more spraviti dovolj nizko, ker deluje pri višji napetosti kot črta -ve na strani.

Oba vezja potrebujeta pogonsko napravo, ki deluje na polni napetosti, ki jo nadzoruje op-amp

Zgornji predlog je videti veljaven in pravilen. Najenostavnejši način za odpravo zgornje težave je, da neposredno povežete pin št. 7 opamp IC z (+) sončne celice. To bi takoj rešilo težavo!

Lahko pa bi zgornje zasnove spremenili na spodaj prikazani način za iste:

Uporaba NPN BJT ali N-kanalnega MOSFET-a:

Diodo D1 lahko odstranite, ko je potrjeno delovanje LDO

Na zgornji sliki je lahko NPN močnostni tranzistor TIP142 ali IRF540 MOSFET ..... in odstranite D1, ker preprosto ni potreben

Uporaba PNP tranzistorja ali P-MOSFET-a

Diodo D1 lahko odstranite, ko potrdite delovanje

Na zgornji sliki je lahko tranzistor moči TIP147 ali IRF9540 MOSFET, tranzistor, povezan z R1, pa je lahko tranzistor BC557 ...... in odstranite D1, ker preprosto ni potreben.

Kako nastaviti LDO vezje sončnega polnilca

To je zelo enostavno.

1. Na strani MOSFET-a ne priključite nobenega napajalnika.
2. Baterijo zamenjajte s spremenljivim vhodom za napajanje in jo prilagodite ravni polnjenja baterije, ki naj bi bila napolnjena.
3. Zdaj previdno prilagodite prednastavitev pin2, dokler se LED samo ne izklopi .... povlecite prednastavitev sem in tja in preverite odziv LED, da mora tudi utripati VKLOP / IZKLOP, končno prilagodite prednastavitev na točko, ko se LeD popolnoma izklopi .... zatesnite prednastavitev.
4. Vaš solarni polnilnik brez kapljic je pripravljen in nastavljen.

Zgoraj lahko potrdite z uporabo veliko višje vhodne napetosti na strani MOSFET-a. Na strani akumulatorja boste našli popolnoma reguliran nivo napetosti, ki ste ga predhodno nastavili vi.