מעגל מטען סוללות PWM סולארי

מעגל מטען סוללות סולארי PWM פשוט, משופר, 5 וולט, יכול לשמש בשילוב עם כל פאנל סולארי לטעינה של טלפונים סלולריים או סוללות לטלפונים סלולריים בכמה מספרים במהירות, בעצם המעגל מסוגל לטעון כל סוללה בין אם ליון-יון או חומצה עופרת. שעשוי להיות בטווח 5V.

באמצעות TL494 עבור ממיר באק

העיצוב מבוסס על טופולוגיית ממיר באק של SMPS באמצעות IC TL 494 (הפכתי למעריץ גדול של IC זה). הודות ל 'טקסס אינסטרומנטס' על כך שסיפקנו את ה- IC הנפלא הזה.

ייתכן שתרצה ללמוד עוד על שבב זה מפוסט זה המסביר גליון הנתונים השלם של IC TL494

תרשים מעגלים

אנו יודעים כי מעגל מטען סולארי 5 וולט יכול להיבנות בקלות באמצעות ICs לינאריים כגון LM 317 או LM 338, תוכל למצוא מידע נוסף על כך על ידי קריאת המאמרים הבאים:

מעגל מטען סולארי פשוט

מעגל מטען פשוט מבוקר זרם

עם זאת החיסרון הגדול ביותר עם אלה מטענים סולריים ליניאריים הוא פליטת חום דרך גופם או דרך פיזור המקרים, מה שמביא לבזבוז כוח יקר. בשל בעיה זו IC זה אינו מסוגל לייצר יציאת מתח טיפה אפס עבור העומס ודורש תמיד כניסות גבוהות לפחות ב -3 וולט מהיציאות שצוינו.

המעגל של מטען 5V המוסבר כאן נקי לחלוטין מכל הטרדות הללו, בואו ללמוד כיצד מושגת עבודה יעילה מהמעגל המוצע.

בהתייחס למעגל מטען סוללות סולארי 5W PW לעיל, ה- IC TL494 מהווה את הלב של היישום כולו.

ה- IC הוא מעבד PWM מיוחד, המשמש כאן לבקרת שלב ממיר באק, האחראי להמרת מתח הכניסה הגבוה לפלט מועדף ברמה נמוכה יותר.

הכניסה למעגל יכולה להיות בכל מקום בין 10 ל -40 וולט, מה שהופך לטווח האידיאלי עבור הפאנלים הסולאריים.

התכונות העיקריות של ה- IC כוללות:

יצירת פלט PWM מדויק

על מנת לייצר PWMs מדויקים, ה- IC כולל הפניה מדויקת של 5 וולט שנעשתה באמצעות מושג bandgap שהופך אותו לחסין מבחינה תרמית. הפניה זו 5V המושגת בסיכה מס '14 של ה- IC הופכת למתח הבסיס לכל הטריגרים החשובים המעורבים ב- IC ואחראים על עיבוד ה- PWM.

ה- IC מורכב מצמד יציאות אשר ניתן להגדיר כך שיתנדנדו לסירוגין בתצורת מוט מוטם, או שניהם בכל פעם כמו פלט תנודה יחיד. האפשרות הראשונה הופכת להיות מתאימה ליישומים מסוג push-pull כגון בממירים וכו '.

עם זאת ליישום הנוכחי תפוקת תנודה אחת הסתיימה הופכת לחיוב יותר וזה מושג באמצעות הארקה של סיכה מס '13 של ה- IC, לחלופין להשגת סיכת פלט משיכה לדחיפה מס' 13 ניתן לחבר את סיכה מס '14, דנו בכך המאמר הקודם שלנו כבר.

לפלטים של ה- IC יש מערך מאוד שימושי ומעניין באופן פנימי. היציאות מסתיימות באמצעות שני טרנזיסטורים בתוך ה- IC. טרנזיסטורים אלה מסודרים עם פולט / אספן פתוח על פני pin9 / 10 וסיכות 8/11 בהתאמה.

עבור יישומים שדורשים פלט חיובי, הפולטים יכולים לשמש כמוצאים, אשר זמינים מ- pins9 / 10. עבור יישומים כאלה, בדרך כלל BJT NPN או Nmosfet יוגדרו באופן חיצוני לקבלת התדר החיובי על פני ה- PIN9 / 10 של ה- IC.

בתכנון הנוכחי מכיוון שמשתמשים ב- PNP עם יציאות ה- IC, מתח השקע שלילי הופך לבחירה הנכונה, ולכן במקום pin9 / 10 קישרנו את pin8 / 11 כששלב הפלט מורכב משלב ההיברידי PNP / NPN. יציאות אלה מספקות זרם שוקע מספיק להפעלת שלב היציאה ולהנעת תצורת ממיר הזרם הגבוה.

בקרת PWM

יישום ה- PWM, שהופך להיבט המכריע במעגל, מושג על ידי הזנת אות משוב לדוגמא למגבר השגיאה הפנימי של ה- IC דרך סיכת הקלט הלא-הפיכה שלו # 1.

ניתן לראות את קלט PWM זה מחובר לפלט מממיר ה- Buck באמצעות המחלק הפוטנציאלי R8 / R9, ולולאת המשוב הזו מכניסה את הנתונים הנדרשים ל- IC כך שה- IC יוכל ליצור PWMs מבוקרים על פני היציאות על מנת שמור על מתח המוצא באופן עקבי על 5 וולט.

ניתן לתקן מתח יציאה אחר על ידי פשוט שינוי הערכים של R8 / R9 לפי צרכי היישום שלו.

שליטה נוכחית

ל- IC שני מגברי שגיאה המוגדרים באופן פנימי לשליטה ב- PWM בתגובה לאותות משוב חיצוניים. אחד ממגברי השגיאות משמש לשליטה ביציאות 5V כפי שפורט לעיל, מגבר השגיאה השני משמש לבקרת זרם הפלט.

R13 יוצר את הנגד לחישה הנוכחי, הפוטנציאל המפותח על פניו מוזרם לאחד מסיכות הכניסה מס '16 של מגבר השגיאה השני המושווה על ידי ההפניה בסיכה מס' 15 שנקבעה בכניסה האחרת של האופמפ.

בתכנון המוצע הוא נקבע על 10 אמפר עד R1 / R2, כלומר במקרה שזרם המוצא נוטה לעלות מעל 10 אמפר, ניתן לצפות שהסיכה 16 תעלה גבוה יותר מסיכת הייחוס 15 שתתחיל את כיווץ ה- PWM הנדרש עד שהזרם יוגבל חזרה ל הרמות שצוינו.

ממיר באק כוח

שלב ההספק המוצג בתכנון הוא שלב ממיר כוח באק סטנדרטי, המשתמש בטרנזיסטורים זוגיים דארלינגטון NTE153 / NTE331.

שלב דארלינגטון היברידי זה מגיב לתדר מבוקר PWM מ- pin8 / 11 של ה- IC ומפעיל את שלב ממיר ה- buck המורכב ממשרן זרם גבוה ודיודת מיתוג מהירה NTE6013.

השלב הנ'ל מייצר פלט מדויק של 5 וולט המבטיח פיזור מינימלי ופלט טיפה אפס מושלם.

את הסליל או את המשרן ניתן לפצוע על כל ליבת פריט באמצעות שלושה קווצות מקבילות של חוט נחושת אמייל סופר אמיתי, כל אחת בקוטר של 1 מ'מ, ערך ההשראות יכול להיות בכל מקום קרוב ל- 140uH עבור התכנון המוצע.

לפיכך, מעגל מטען סולארי סולארי 5V זה יכול להיחשב כמעגל מטען סולארי אידיאלי ויעיל במיוחד לכל סוגי יישומי הטעינה של סוללות סולאריות.