מעגל מטען סולארי אפס טיפה LDO

המאמר דן ב- LDO פשוט נשירה נמוכה, או במעגל מטען סולארי עם טיפת אפס ללא מיקרו-בקר, שניתן לשנות בדרכים רבות ושונות לפי העדפת המשתמש. המעגל אינו תלוי במיקרו-בקר והוא יכול להיבנות אפילו על ידי הדיוט.

מהו מטען אפס טיפה

מטען סולארי טיפה אפס הוא מכשיר המבטיח שהמתח מהפאנל הסולארי יגיע לסוללה מבלי שיעבור ירידה במתח, בין אם בגלל התנגדות או הפרעה של מוליכים למחצה. המעגל כאן משתמש ב- MOSFET כמתג להבטחת ירידת מתח מינימלית מהפאנל הסולארי המחובר.

יתר על כן, למעגל יש יתרון מובהק על פני צורות אחרות של עיצובי מטען אפס טיפים, הוא אינו מעביר את הלוח ללא צורך ומוודא שהלוח רשאי לפעול באזור היעילות הגבוה ביותר שלו.

בואו להבין כיצד ניתן להשיג תכונות אלו באמצעות רעיון מעגל חדש זה שתוכנן על ידי.

מעגל LDO הפשוט ביותר

הנה דוגמה פשוטה ביותר למטען סולארי LDO שניתן לבנות תוך מספר דקות על ידי כל חובב מעוניין.

מעגלים אלה יכולים לשמש ביעילות במקום יקרים שוטקי דיודות, לקבלת העברת ירידה אפסית שווה ערך של אנרגיית השמש לעומס.

ערוץ P MOSFET משמש כמתג LDO עם טיפת אפס. דיודת הזנר מגנה על ה- MOSFET ממתחים גבוהים בפאנל סולארי מעל 20 וולט. 1N4148 מגן על ה- MOSFET מפני חיבור פנל סולארי הפוך. לפיכך, MOSFET LDO זה מוגן לחלוטין מתנאי קוטביות הפוכה ומאפשר גם לטעון את הסוללה מבלי להפיל מתח באמצע.

לגרסת ערוץ N תוכלו לנסות את הגרסה הבאה.

שימוש במגברי אופ

אם אתה מעוניין לבנות מטען עם טיפת אפס עם תכונת ניתוק אוטומטית, אתה יכול ליישם זאת באמצעות מגבר אופ המחובר כמשווה כפי שמוצג להלן. בתכנון זה הסיכה הלא-הפוכה של ה- IC ממוקמת כחיישן המתח באמצעות שלב מחלק מתח המיוצר על ידי R3 ו- R4.

בהתייחס לתרשים המעגל למטען הרגולטור של מתח אפס טיפה אנו רואים תצורה פשוטה למדי המורכבת מ- opamp ו- mosfet כמרכיבים הפעילים העיקריים.

הסיכה ההפוכה מותקנת כרגיל כמו קלט הייחוס באמצעות R2 ודיודת הזנר.

בהנחה שהסוללה שתטען היא סוללת 12 וולט, הצומת בין R3 ל- R4 מחושב כך שהיא מייצרת 14.4 וולט ברמת מתח כניסה אופטימלית מסוימת שעשויה להיות מתח המעגל הפתוח של הפאנל המחובר.

בעת הפעלת המתח הסולארי במסופי הכניסה המוצגים, מוספט מתחיל בעזרת R1 ומאפשר את כל המתח על פני עופרת הניקוז שלו שמגיע לבסוף לצומת R3 / R4.

כאן מתח לחוש באופן מיידי את רמת המתח, ובמידה והיא גבוהה יותר מהסט 14.4 וולט, מפעילה את פלט ה- opamp לפוטנציאל גבוה.

פעולה זו מכבה באופן מיידי את המוספט ומוודא שלא ניתן להוסיף מתח נוסף לנקז שלו.

עם זאת, בתהליך הנוכחי המתח נוטה לרדת מתחת לסימן של 14.4 וולט על פני צומת R3 / R4, מה ששוב מניע את תפוקת האופמפ לרדת נמוכה ולהפעיל את המסגד בתורו.

המיתוג שלעיל ממשיך לחזור במהירות, מה שמביא ל -14.4 וולט קבועים ביציאה המובילה למסופי הסוללה.

השימוש במוספט מבטיח תפוקת ירידה כמעט אפסית מהפאנל הסולארי.

D1 / C1 מוצגים לשמירה על קיום אספקה ​​קבועה לסיכות האספקה ​​של IC.

בשונה מווסתים מסוג shunt, כאן עודף המתח מהפאנל הסולארי מבוקר על ידי כיבוי הפאנל, מה שמבטיח אפס טעינה של הפאנל הסולארי ומאפשר לו לפעול בתנאים היעילים ביותר שלו, ממש כמו מצב MPPT.

ניתן לשדרג את מעגל המטען הסולארי LDO ללא מיקרו-בקר בקלות על ידי הוספת מנותק אוטומטי ותכונות מגבול הנוכחי.

תרשים מעגלים

הערה: אנא חבר את PIN מספר 7 של ה- IC ישירות עם המסוף (+) של הפאנל הסולארי, אחרת המעגל לא יתפקד. השתמש ב- LM321 אם מתח הפאנל הסולארי גבוה מ- 18 וולט.

רשימת חלקים

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = השתמש במחשבון מחלק פוטנציאל מקוון לתיקון מתח הצומת הדרוש
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0.22uF
• Z1 = צריך להיות נמוך בהרבה מהסוללה שנבחרה מעל רמת הטעינה
• IC1 = 741
• Mosfet = לפי הסוללה AH והמתח הסולארי.

באמצעות MOSFET בערוץ N

ניתן ליישם ביעילות את הנשירה הנמוכה באמצעות MOSFET בערוץ N. כמפורט להלן:

הערה: אנא חבר את PIN מספר 4 של ה- IC ישירות עם הטרמינל (-) של הפאנל הסולארי, אחרת המעגל יעבוד לעבוד. השתמש ב- LM321 במקום 741 אם תפוקת הפאנל גבוהה מ- 18 V.

הוספת תכונת בקרה נוכחית

התרשים השני לעיל מראה כיצד ניתן לשדרג את העיצוב שלמעלה באמצעות תכונת בקרה נוכחית על ידי הוספת שלב טרנזיסטור BC547 על פני הקלט ההפוך של האופמפ.

R5 יכול להיות כל נגד בעל ערך נמוך כגון 100 אוהם.

R6 קובע את זרם הטעינה המרבי המותר לסוללה שניתן להגדיר באמצעות הנוסחה:

R (אוהם) = 0.6 / I, כאשר אני הוא קצב הטעינה האופטימלי (אמפר) של הסוללה המחוברת.

מעגל מטען סוללות עם אפס טיפה סולארי:

לפי ההצעה של 'jrp4d', העיצובים שהוסברו לעיל זקוקים לשינויים רציניים להפעלה נכונה. הצגתי את עיצובי העבודה הסופיים והמתוקנים עבורם באמצעות הדיאגרמות המוצגות להלן:

על פי 'jrp4d':

היי - התעסקתי עם Mosfets (מעגלי בקרת מתח) ואני לא חושב שאף אחד מהמעגלים לא יעבוד אלא אם כן קו המתח גדול רק כמה וולט ממתח הסוללה היעד. לכל דבר שהקו בו הוא הרבה יותר מהסוללה, ה- mosfet רק יוליך מכיוון שמעגל הבקרה אינו יכול לשלוט בו.

בשני המעגלים אותה בעיה, עם ערוץ P המגבר אינו יכול להניע את השער מספיק בכדי לכבות אותו (כפי שנצפה בעמוד אחד) - הוא פשוט מעביר את מתח הקו ישר לסוללה. בגרסת N ערוץ המגבר אינו יכול להניע את השער מספיק נמוך מכיוון שהוא פועל במתח גבוה יותר מקו -ve בצד.

שני המעגלים זקוקים להתקן נהיגה הפועל בקו המתח המלא, הנשלט על ידי המגבר

ההצעה לעיל נראית תקפה ונכונה. הדרך הפשוטה ביותר לתקן את הבעיה שלעיל היא לחבר ישירות את סיכה מס '7 של ה- opamp IC עם (+) של הפאנל הסולארי. זה יפתור את הבעיה באופן מיידי!

לחלופין ניתן לשנות את העיצובים הנ'ל באופן זהה להלן:

באמצעות NPN BJT או N-channel mosfet:

ניתן להסיר את הדיודה D1 לאחר אישור העבודה של ה- LDO

באיור לעיל טרנזיסטור הכוח NPN יכול להיות TIP142, או מוסף IRF540 ..... אנא הסר את D1 מכיוון שהוא פשוט לא נדרש

באמצעות טרנזיסטור PNP או P-mosfet

ניתן להסיר את הדיודה D1 לאחר אישור העבודה

באיור לעיל, טרנזיסטור ההספק יכול להיות TIP147 או מוסף IRF9540, הטרנזיסטור המשויך ל- R1 יכול להיות טרנזיסטור BC557 ...... אנא הסר את D1 מכיוון שהוא פשוט לא נדרש.

כיצד להגדיר את מעגל המטען הסולארי LDO

זה קל מאוד.

1. אל תחבר שום אספקה ​​בצד המוספט.
2. החלף את הסוללה בכניסה לאספקת חשמל משתנה והתאם אותה לרמת הטעינה של הסוללה שאמורה להיטען.
3. עכשיו כוונן בזהירות את ה- pin2 המוגדר מראש עד שהנורית פשוט נכבית .... דפדף את ההגדרה הקדימה קדימה וקדימה ובדוק את תגובת ה- LED היא אמורה גם להבהב באופן פעיל / כיבוי בהתאמה, ולבסוף התאם את ההגדרה הקבועה מראש לנקודה בה ה- LeD פשוט נכבה לחלוטין .... חותם את ההגדרה הקבועה מראש.
4. המטען הסולארי שלך עם אפס טיפה מוכן ומוגדר.

אתה יכול לאשר את האמור לעיל על ידי הפעלת מתח כניסה גבוה בהרבה בצד mosfet, תמצא את הפלט בצד הסוללה המייצר את רמת המתח המווסתת לחלוטין שהוגדרה בעבר על ידיך.