Статията разглежда проста LDO с ниско отпадане или верига за слънчево зарядно устройство с нулев спад без микроконтролер, която може да бъде модифицирана по много различни начини според предпочитанията на потребителя. Схемата не зависи от микроконтролера и може да бъде изградена дори от неспециалист.
Какво е зарядно устройство с нулево падане
Слънчевото зарядно устройство с нулево падане е устройство, което гарантира, че напрежението от соларния панел достига батерията, без да претърпява спад в напрежението, било поради съпротивление или полупроводникови смущения. Веригата тук използва MOSFET като превключвател за осигуряване на минимален спад на напрежението от прикрепения слънчев панел.
Освен това веригата има ясно предимство пред други форми на зарядно устройство с нулево падане, тя не излишно мантира панела, като се увери, че панелът има право да работи в най-високата си зона на ефективност.
Нека разберем как тези функции могат да бъдат постигнати чрез тази нова идея за веригата, проектирана от мен.
Най-простата LDO схема
Ето един най-прост пример за слънчево зарядно устройство LDO, който може да бъде изграден за минути от всеки заинтересован любител.
Тези вериги могат ефективно да се използват вместо скъпи Шотки диоди, за получаване на еквивалентна нулева капка трансфер на слънчева енергия към товара.
P-канал MOSFET се използва като LDO превключвател с нулев спад. Ценеровият диод предпазва MOSFET от високо напрежение на слънчевия панел над 20 V. 1N4148 предпазва MOSFET от обратна връзка на слънчевия панел. По този начин, този MOSFET LDO става напълно защитен от условия на обратна полярност и също така позволява на батерията да се зарежда, без да пада напрежение в средата.
За версия с N-канал можете да опитате следния вариант.
Използване на Op Amps
Ако се интересувате от изграждането на зарядно устройство с нулево падане с функция за автоматично изключване, можете да приложите това, като използвате операционен усилвател, свързан като сравнителен елемент, както е показано по-долу. В този дизайн неинвертиращият щифт на IC е позициониран като сензор за напрежение чрез степен на делител на напрежението, направена от R3 и R4.
Позовавайки се на предложената схема на зарядното устройство на регулатора на нулево спадане, виждаме доста ясна конфигурация, състояща се от opamp и MOSFET като основни активни съставки.
Обръщащият щифт е както обикновено монтиран като референтния вход, използвайки R2 и ценеровия диод.
Ако приемем, че батерията, която трябва да се зареди, е 12V батерия, кръстовището между R3 и R4 се изчислява така, че да произвежда 14.4V при определено оптимално ниво на входното напрежение, което може да бъде напрежението на отворената верига на свързания панел.
При прилагане на слънчевото напрежение на показаните входни клеми, MOSFET се стартира с помощта на R1 и позволява цялото напрежение през изводния му кабел, който накрая достига до R3 / R4 кръстовището.
Тук мигновено се усеща нивото на напрежението и ако в случай, че е по-високо от зададените 14.4V, се включва изходът на opamp на висок потенциал.
Това действие незабавно изключва MOSFET, като се уверява, че не е позволено допълнително напрежение да достигне изтичането му.
Въпреки това в процеса напрежението сега има тенденция да падне под 14.4V маркировка на R3 / R4 кръстовището, което отново подтиква изхода на opamp да намалее и на свой ред да включи MOSFET.
Горното превключване продължава да се повтаря бързо, което води до постоянни 14.4V на изхода, подаван към клемите на батерията.
Използването на MOSFET осигурява почти нулево изпускане от слънчевия панел.
D1 / C1 са въведени за поддържане и поддържане на постоянно захранване към захранващите щифтове на IC.
За разлика от шунтиращите регулатори, тук излишното напрежение от соларния панел се контролира чрез изключване на панела, което осигурява нулево натоварване на соларния панел и му позволява да работи при най-ефективните си условия, подобно на MPPT ситуация.
LDO веригата за слънчево зарядно устройство без микроконтролер може лесно да бъде надстроена чрез добавяне на автоматично изключване и функции за превишаване на тока.
Електрическа схема
ЗАБЕЛЕЖКА: МОЛЯ, СВЪРЖЕТЕ ПИН # 7 на IC директно с (+) терминала на слънчевия панел, иначе веригата няма да функционира. ИЗПОЛЗВАЙТЕ LM321, АКО НАПРЕЖЕНИЕТО НА СОЛАРНИЯ ПАНЕЛ Е ПО-ВИСОКО ОТ 18 V.
Списък с части
- R1, R2 = 10K
- R3, R4 = използвайте онлайн калкулатор на потенциален делител за фиксиране на необходимото напрежение на кръстовището
- D2 = 1N4148
- C1 = 10uF / 50V
- C2 = 0.22uF
- Z1 = трябва да е много по-ниска от избраната батерия над нивото на зареждане
- IC1 = 741
- Mosfet = според AH на батерията и слънчевото напрежение.
Използване на N-Channel MOSFET
Предложеното ниско отпадане може също да бъде ефективно приложено с помощта на N-канален MOSFET. както е посочено по-долу:
ЗАБЕЛЕЖКА: МОЛЯ, СВЪРЖЕТЕ ПИН # 4 на IC директно с (-) КЛЕМНА НА СЛЪНЧЕВИЯ ПАНЕЛ, ИНАЧЕ СХЕМАТА ЩЕ ПРЕСТАНИ ДА РАБОТИ. ИЗПОЛЗВАЙТЕ LM321 ВМЕСТО 741, АКО ИЗХОДЪТ НА ПАНЕЛА Е ПО-ВИСШИ ОТ 18 V.
Добавяне на функция за текущ контрол
Втората диаграма по-горе показва как горният дизайн може да бъде надграден с текуща функция за управление чрез просто добавяне на транзисторен каскад BC547 през инвертиращия вход на opamp.
R5 може да бъде всеки резистор с ниска стойност като 100 ома.
R6 определя максимално допустимия ток на зареждане на батерията, който може да бъде настроен чрез формулата:
R (ома) = 0,6 / I, където I е оптималната скорост на зареждане (ампера) на свързаната батерия.
Финализирана схема на зарядно устройство с нулево падане на батерията:
Според предложението на 'jrp4d't' горе обясненият дизайн се нуждаеше от сериозни модификации за правилна работа. Представих финалните, коригирани работни проекти за същия чрез показаните по-долу диаграми:
Според „jrp4d“:
Здравейте - бърках се с Mosfets (вериги за управление на напрежението) и не мисля, че и двете вериги ще работят, освен когато линията на напрежение е само няколко волта по-голяма от целевото напрежение на батерията. За всичко, в което линията е много повече от батерията, MOSFET просто ще проведе, защото контролната верига не може да я контролира.
И в двете вериги е един и същ проблем, с P-канала операционният усилвател не може да задвижва портата достатъчно високо, за да я изключи (както се наблюдава от един пост) - той просто предава линейното напрежение направо през батерията. Във версията с N канал op-усилвателят не може да задвижва портата достатъчно ниско, тъй като работи при по-високо напрежение от линията -ve отстрани.
И двете вериги се нуждаят от задвижващо устройство, работещо при пълна линия на напрежение, контролирано от операционния усилвател
Предложението по-горе изглежда валидно и правилно. Най-простият начин за отстраняване на горния проблем е директно свързване на Pin # 7 на IC на opamp с (+) на слънчевия панел. Това би решило моментално проблема!
Алтернативно горните дизайни могат да бъдат модифицирани по начина, показан по-долу за същия:
Използване на NPN BJT или N-канален MOSFET:
Диодът D1 може да бъде премахнат, след като се потвърди работата на LDO
На горната фигура NPN силовият транзистор може да бъде TIP142 или IRF540 MOSFET ..... и моля премахнете D1, тъй като това просто не се изисква
Използване на PNP транзистор или P-MOSFET
Диодът D1 може да бъде премахнат, след като се потвърди работата
На горната фигура силовият транзистор може да бъде TIP147 или IRF9540 MOSFET, транзисторът, свързан с R1, може да бъде транзистор BC557 ...... и моля, премахнете D1, тъй като той просто не се изисква.
Как да настроите LDO веригата за слънчево зарядно устройство
Много е лесно.
- Не свързвайте захранване от страна на MOSFET.
- Сменете батерията с променлив вход за захранване и я регулирайте до нивото на зареждане на батерията, която трябва да бъде заредена.
- Сега внимателно регулирайте предварително зададената настройка pin2, докато светодиодът просто се изключи .... преместете предварително настройката напред и назад и проверете реакцията на светодиода, той също трябва да мига ON / OFF съответно, накрая настройте предварителната настройка до точка, в която LeD просто се изключва напълно .... запечатайте предварително зададената.
- Вашето слънчево зарядно устройство с нулева капка е готово и настроено.
Можете да потвърдите горното, като приложите много по-високо входно напрежение от страната на MOSFET, ще откриете, че изходът от страна на батерията произвежда идеално регулираното ниво на напрежение, което предварително е зададено от вас
Предишен: LED верига за халогенни лампи за моторни фарове Напред: Схема на зарядно устройство за слънчево усилване със светодиоден димер
