Схема на зарядното устройство за PWM слънчева батерия

Тази проста, усъвършенствана 5V верига за зарядно устройство с нулева капка PWM може да се използва заедно с всеки слънчев панел за бързо зареждане на мобилни телефони или батерии на мобилни телефони в многобройни количества, като основно веригата е в състояние да зарежда всяка батерия, независимо дали Li-ion или оловна киселина което може да е в диапазона 5V.

Използване на TL494 за Buck Converter

Дизайнът се основава на топология на конвертора SMPS, използвайки IC TL 494 (станах голям фен на този IC). Благодарение на „Texas Instruments“ за предоставяне на този прекрасен IC за нас.

Може да искате да научите повече за този чип от тази публикация, която обяснява пълният лист с данни на IC TL494

Електрическа схема

Знаем, че 5V верига за слънчево зарядно устройство може лесно да бъде изградена с помощта на линейни интегрални схеми като LM 317 или LM 338, можете да намерите повече информация за това, като прочетете следните статии:

Обикновена схема на слънчево зарядно устройство

Обикновена верига за зарядно устройство с контролиран ток

Най-големият недостатък обаче при тях линейни зарядни батерии е излъчването на топлина през тялото им или чрез разсейване на корпуса, което води до загуба на ценна енергия. Поради този проблем тези интегрални схеми не са в състояние да произведат изходно напрежение с нулев спад за товара и винаги изискват поне 3V по-високи входове от посочените изходи.

Обяснената тук схема на зарядното устройство 5V е напълно свободна от всички тези неприятности, нека научим как се постига ефективна работа от предложената схема.

Позовавайки се на горната схема за зарядно устройство за слънчева батерия 5V PWM, IC TL494 формира сърцето на цялото приложение.

IC е специализирана интегрална схема за PWM процесор, която се използва тук за управление на степен на преобразувател, отговаряща за преобразуването на високото входно напрежение в предпочитан изход от по-ниско ниво.

Входът към веригата може да бъде между 10 и 40V, което се превръща в идеалния диапазон за слънчевите панели.

Основните характеристики на IC включват:

Генериране на прецизен PWM изход

За да генерира точни ШИМ, IC включва точна 5V референция, направена чрез използване на концепция за честотна лента, която я прави термично имунизирана. Тази 5V референция, която се постига на щифт # 14 на IC, се превръща в базовото напрежение за всички ключови задействащи фактори, включени в IC и отговарящи за обработката на PWM.

IC се състои от двойка изходи, които могат да бъдат конфигурирани да се колебаят последователно в конфигурация на тотем полюс, или и двете едновременно като единичен завършващ осцилиращ изход. Първата опция става подходяща за приложения с двоен натиск, като например в инвертори и др.

Въпреки това за настоящото приложение един завършващ осцилиращ изход става по-благоприятен и това се постига чрез заземяване на щифт № 13 на интегралната схема, алтернативно за постигане на издърпващ изходен щифт № 13 може да бъде свързан с щифт № 14, обсъдихме това в нашата предишна статия вече.

Изходите на IC имат много полезна и интересна вътрешна настройка. Изходите се завършват чрез два транзистора вътре в интегралната схема. Тези транзистори са подредени с отворен емитер / колектор съответно през щифта 9/10 и щифтовете 8/11.

За приложения, които изискват положителен изход, емитерите могат да се използват като изходи, които се предлагат от щифтове 9/10. За такива приложения обикновено NPN BJT или Nmosfet биха били конфигурирани външно за приемане на положителната честота през pin9 / 10 на IC.

В настоящия дизайн, тъй като PNP се използва с IC изходите, отрицателното потъващо напрежение се превръща в правилния избор и следователно вместо pin9 / 10, ние сме свързали pin8 / 11 с изходния етап, състоящ се от хибриден етап PNP / NPN. Тези изходи осигуряват достатъчен потъващ ток за захранване на изходния етап и за задвижване на конфигурацията на преобразувателя с висок ток.

ШИМ контрол

Реализацията на ШИМ, която се превръща в решаващ аспект за веригата, се постига чрез подаване на образец на сигнал за обратна връзка към вътрешния усилвател на грешка на IC чрез неговия неинвертиращ входен пин # 1.

Този ШИМ вход може да се види свързан с изхода от конвертора на долари през потенциалния делител R8 / R9, и този цикъл за обратна връзка въвежда необходимите данни към IC, така че IC да може да генерира контролирани PWM през изходите, за да поддържайте изходното напрежение постоянно на 5V.

Други изходни напрежения могат да бъдат фиксирани чрез просто промяна на стойностите на R8 / R9 според нуждите на собственото приложение.

Текущ контрол

IC има два усилвателя за грешка, вътрешно настроени за управление на ШИМ в отговор на външни сигнали за обратна връзка. Един от усилвателите за грешки се използва за управление на 5V изходи, както е обсъдено по-горе, вторият усилвател за грешка се използва за управление на изходния ток.

R13 образува текущия сензорен резистор, потенциалът, развит през него, се подава към един от входовете № 16 на втория усилвател за грешка, който се сравнява с референцията на щифт № 15, зададен на другия вход на операционния усилвател.

В предложената конструкция той е настроен на 10amp през R1 / R2, което означава, че в случай че изходният ток има тенденция да се увеличава над 10amps, може да се очаква pin16 да отиде по-високо от еталонния pin15, иницииращ необходимото свиване на PWM, докато токът не бъде върнат обратно до посочените нива.

Buck Power Converter

Етапът на мощността, показан в дизайна, е стандартен етап на преобразувател на мощност, използващ хибридни двойки транзистори Дарлингтън NTE153 / NTE331.

Този хибриден етап на Дарлингтън реагира на PWM контролираната честота от pin8 / 11 на IC и управлява каскадния преобразувател, състоящ се от индуктор с висок ток и високоскоростен превключващ диод NTE6013.

Горният етап произвежда прецизен 5v изход, осигуряващ минимално разсейване и префект с нулево изпускане.

Намотката или индукторът могат да бъдат навити върху всяка феритна сърцевина, като се използват три паралелни нишки от супер емайлирана медна тел, всяка с диаметър 1 mm, стойността на индуктивността може да бъде някъде близо 140uH за предложения дизайн.

По този начин тази схема на зарядно устройство за 5V слънчева батерия може да се разглежда като идеална и изключително ефективна схема на слънчево зарядно устройство за всички видове приложения за зареждане на слънчеви батерии.