AVT5598 – Ċarġer solari 12V

Il-moduli fotovoltajċi qed isiru orħos u għalhekk qed isiru aktar popolari. Jistgħu jintużaw b'suċċess biex jiċċarġjaw batteriji, pereżempju, f'dar tal-pajjiż jew stazzjon tat-temp elettroniku. L-apparat deskritt huwa kontrollur ta 'ċarġ adattat biex jaħdem b'vultaġġ ta' input li jvarja fuq firxa wiesgħa ħafna. Jista 'jkun utli fuq is-sit, f'post tal-kampeġġ jew f'sit tal-kampeġġ.

1. Dijagramma skematika tal-ċarġer solari

Is-sistema tintuża biex tiċċarġja batterija taċ-ċomb-aċidu (per eżempju, ġel) fil-modalità buffer, i.e. wara li jilħaq il-vultaġġ stabbilit, il-kurrent tal-iċċarġjar jibda jaqa '. Bħala riżultat, il-batterija tkun dejjem fil-modalità standby. Il-vultaġġ tal-provvista tal-ċarġer jista 'jvarja fi żmien 4 ... 25 V.

Il-kapaċità li tuża kemm dawl tax-xemx qawwi kif ukoll dgħajjef iżżid b'mod sinifikanti l-ħin tal-iċċarġjar kuljum. Il-kurrent tal-iċċarġjar huwa dipendenti ħafna fuq il-vultaġġ tad-dħul, iżda din is-soluzzjoni għandha vantaġġi fuq sempliċement tillimita l-vultaġġ żejjed mill-modulu solari.

Iċ-ċirkwit tal-ċarġer huwa muri fil-fig. 1. Is-sors tal-enerġija DC huwa konvertitur tat-topoloġija SEPIC ibbażat fuq is-sistema MC34063A irħas u magħrufa sew. Jaħdem fir-rwol tipiku ta 'ċavetta. Jekk il-vultaġġ fornut lill-komparatur (pin 5) huwa baxx wisq, is-swiċċ tat-transistor integrat jibda jaħdem b'mili u frekwenza kostanti. It-tħaddim jieqaf jekk dan il-vultaġġ jaqbeż il-vultaġġ ta 'referenza (tipikament 1,25 V).

Konvertituri tat-topoloġija SEPIC, kapaċi kemm jgħollu kif ukoll ibaxxu l-vultaġġ tal-ħruġ, ħafna aktar spiss jużaw kontrolluri li jistgħu jibdlu l-ikkuttunar tas-sinjal keying. L-użu tal-MC34063A f'dan ir-rwol huwa soluzzjoni mhux frekwenti, iżda - kif muri mill-ittestjar tal-prototip - biżżejjed għal din l-applikazzjoni. Kriterju ieħor kien il-prezz, li fil-każ tal-MC34063A huwa sinifikament aktar baxx minn dak tal-kontrolluri PWM.

Żewġ capacitors C1 u C2 konnessi b'mod parallel huma użati biex inaqqsu r-reżistenza interna ta 'provvista ta' enerġija bħal modulu fotovoltajku. Il-konnessjoni parallela tnaqqas il-parametri parassitiċi li jirriżultaw bħar-reżistenza u l-inductance. Ir-reżistenza R1 tintuża biex tillimita l-kurrent ta 'dan il-proċess għal madwar 0,44 A. Kurrent ogħla jista' jikkawża li ċ-ċirkwit integrat jisħon iżżejjed. Il-kondensatur C3 jistabbilixxi l-frekwenza operattiva għal madwar 80 kHz.

Indutturi L1 u L2 u l-kapaċità li tirriżulta tal-capacitors C4-C6 jintgħażlu sabiex il-konvertitur ikun jista 'jopera f'firxa ta' vultaġġ wiesgħa ħafna. Konnessjoni parallela ta 'capacitors suppost tnaqqas l-ESR u l-ESL li jirriżultaw.

Diode LED1 jintuża biex jittestja l-funzjonalità tal-kontrollur. Jekk iva, allura l-komponent varjabbli tal-vultaġġ jiġi depożitat fuq il-coil L2, li jista 'jiġi osservat mill-tiddix ta' dan id-dijodu. Tixgħel billi tagħfas il-buttuna S1 sabiex ma tiddix bla sens il-ħin kollu. Ir-reżistenza R3 tillimita l-kurrent tagħha għal madwar 2 mA, u D1 jipproteġi d-dijodu LED minn ħsara kkawżata minn vultaġġ eċċessiv tat-tifi. Ir-reżistenza R4 hija miżjuda għal stabbiltà aħjar tal-konvertitur f'konsum ta 'kurrent baxx u vultaġġ baxx. Jassorbi ftit mill-enerġija li l-coil L2 jagħti lit-tagħbija. Taffettwa l-effiċjenza, iżda hija żgħira - il-valur effettiv tal-kurrent li jgħaddi minnu huwa biss ftit milliamps.

Il-kondensaturi C8 u C9 jillixxaw il-kurrent ta 'ripple fornut permezz tad-dijodu D2. Id-diviżur reżistiv R5-R7 jistabbilixxi l-vultaġġ tal-ħruġ għal madwar 13,5V, li huwa l-vultaġġ korrett fit-terminali tal-batterija tal-ġel 12V waqt it-tħaddim tal-buffer. Dan il-vultaġġ għandu jvarja ftit mat-temperatura, iżda dan il-fatt tħalla barra biex is-sistema tinżamm sempliċi. Dan id-diviżur tar-reżistenza jgħabbi l-batterija konnessa l-ħin kollu, għalhekk għandu jkollu l-ogħla reżistenza possibbli.

Il-kondensatur C7 inaqqas ir-ripple tal-vultaġġ li jidher mill-komparatur u jnaqqas ir-rispons tal-linja ta 'feedback. Mingħajrha, meta l-batterija tkun skonnettjata, il-vultaġġ tal-ħruġ jista 'jaqbeż il-valur sikur għal capacitors elettrolitiċi, jiġifieri ħarba. Iż-żieda ta 'dan il-kapaċitatur tikkawża li s-sistema tieqaf taqleb iċ-ċavetta minn żmien għal żmien.

Il-ċarġer huwa mmuntat fuq bord ta 'ċirkwit stampat b'ġenb wieħed b'dimensjonijiet ta' 89 × 27 mm, li d-dijagramma tal-assemblaġġ tagħha tidher fil-Fig. stampa 2. L-elementi kollha huma f'housings permezz ta 'toqba, li hija ta' għajnuna kbira anke għal nies li m'għandhomx ħafna esperjenza bil-ħadid tal-issaldjar. Nissuġġerixxi li ma tużax sokit IC għax dan iżid ir-reżistenza tal-konnessjonijiet mat-transistor tal-iswiċċ.

2. Dijagramma ta 'installazzjoni tal-ċarġer solari

Apparat immuntat b'mod korrett huwa immedjatament lest għat-tħaddim u ma jeħtieġ ebda kummissjonar. Bħala parti mill-kontroll, tista 'tapplika vultaġġ kostanti għall-input tagħha u tirregolah f'firxa partikolari ta' 4 ... 20 V, billi tosserva l-qari ta 'voltmeter konness mal-output. Għandu jbiddel sawtooth fil-medda ta 'madwar 18 ... 13,5 V. L-ewwel valur huwa relatat mal-iċċarġjar tal-capacitors u mhuwiex kritiku, iżda f'13,5 V il-konvertitur għandu jerġa' jaħdem.

Il-kurrent tal-iċċarġjar jiddependi fuq il-valur kurrenti tal-vultaġġ tad-dħul, peress li l-kurrent tad-dħul huwa limitat għal madwar 0,44 A. Il-kejl wera li l-kurrent tal-iċċarġjar tal-batterija jvarja minn madwar 50 mA (4 V) għal madwar 0,6 A.A f'vultaġġ ta '20 V. Tista 'tnaqqas dan il-valur billi żżid ir-reżistenza R1, li kultant hija rakkomandabbli għal batteriji ta' kapaċità żgħira (2 Ah).

Il-ċarġer huwa adattat biex jaħdem ma 'modulu fotovoltajku b'vultaġġ nominali ta' 12 V. Vultaġġi sa 20 ... 22 V jistgħu jkunu preżenti fl-outputs tiegħu b'konsum baxx ta 'kurrent, għalhekk, kapaċituri adattati għall-vultaġġ ta' 25 V huma installati fid-dħul tal-konvertitur.It-telf huwa tant għoli li l-batterija bilkemm tiġi ċċarġjata.

Biex tieħu vantaġġ sħiħ mill-ċarġer, qabbad modulu b'qawwa ta '10 W jew aktar. B'inqas qawwa, il-batterija tiċċarġja wkoll, iżda aktar bil-mod.

Lista tal-komponenti:

Reżisturi:

R1: 0,68 Ohm / 1 W.

R2: 180 Ohm / 0,25 W.

R3: 6,8 kΩ / 0,25 W

R4: 2,2 kΩ / 0,25 W

R5: 68 kΩ / 0,25 W

R6: 30 kΩ / 0,25 W

R7: 10 kΩ / 0,25 W

Kondensers:

C1, C2, C8, C9: 220 μF/25 V

C3: 330 pF (ċeramika)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1 μF / 50 V (monolitiku)

Semikondutturi:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: 5mm LED, eż aħdar

US1:MC34063A(DIP8)

oħrajn:

J1, J2: Konnettur ARK2/5mm

L1, L2: Ċowk 220uH (Vertikali)

S1: mikro swiċċ 6 × 6/13mm