PWM solcelleladekreds

Dette enkle, forbedrede 5V zero-drop PWM-solcelleladerkredsløb kan bruges sammen med ethvert solcellepanel til hurtig opladning af mobiltelefoner eller mobiltelefonbatterier i flere numre, grundlæggende er kredsløbet i stand til at oplade ethvert batteri, hvad enten det er Li-ion eller blysyre som kan være inden for 5V-området.

Brug TL494 til Buck Converter

Designet er baseret på en SMPS buck converter-topologi ved hjælp af IC TL 494 (jeg er blevet en stor fan af denne IC). Tak til 'Texas Instruments' for at levere denne vidunderlige IC til os.

Du vil måske lære mere om denne chip fra dette indlæg, der forklarer det komplette datablad for IC TL494

Kredsløbsdiagram

Vi ved, at et 5V soloplader kredsløb let kan bygges ved hjælp af lineære IC'er som LM 317 eller LM 338, du kan finde mere info om dette ved at læse følgende artikler:

Simpelt solopladerkredsløb

Simpel strømstyret opladerkredsløb

Dog den største ulempe med disse lineære batteriopladere er udsendelse af varme gennem deres krop eller gennem spredning af sager, hvilket resulterer i spild af dyrebar kraft. På grund af dette problem er disse IC ikke i stand til at producere et nulfaldsspændingsoutput til belastningen og kræver altid mindst 3V højere indgange end de specificerede udgange.

Kredsløbet til 5V-opladeren, der er forklaret her, er helt fri for alle disse problemer, lad os lære, hvordan et effektivt arbejde opnås fra det foreslåede kredsløb.

Idet der henvises til ovenstående 5V PWM solcelleladerkredsløb, udgør IC TL494 hjertet i hele applikationen.

IC'en er en specialiseret PWM-processor IC, som her bruges til styring af et buck-konverterstrin, der er ansvarlig for at konvertere den høje indgangsspænding til et foretrukket output på lavere niveau.

Indgangen til kredsløbet kan være hvor som helst mellem 10 og 40V, hvilket bliver det ideelle område for solpaneler.

De vigtigste funktioner i IC inkluderer:

Genererer præcis PWM-output

For at generere nøjagtige PWM'er inkluderer IC'et en præcis 5V-reference, der er foretaget ved hjælp af bandgap-koncept, der gør det termisk immun. Denne 5V-reference, der opnås ved pin nr. 14 på IC'en, bliver basisspændingen for alle de vigtige udløsere, der er involveret i IC'en og er ansvarlige for PWM-behandlingen.

ICen består af et par udgange, som enten kan konfigureres til at svinge skiftevis i en totempolskonfiguration eller begge på et tidspunkt som et enkelt sluttende oscillerende output. Den første mulighed bliver egnet til push-pull-applikationer, f.eks. I omformere osv.

For den foreliggende ansøgning bliver et enkelt sluttende oscillerende output imidlertid mere gunstigt, og dette opnås ved at jorde stift nr. 13 på IC'en, alternativt for at opnå en skubbetræk udgangsstiften # 13 kunne være forbundet med stift nr. 14, vi har diskuteret dette i vores tidligere artikel allerede.

Udgangene fra IC har et meget nyttigt og interessant indstillet internt. Udgangene afsluttes via to transistorer inde i IC. Disse transistorer er arrangeret med en åben emitter / kollektor hen over henholdsvis pin9 / 10 og pins 8/11.

For applikationer, der kræver et positivt output, kan emitterne bruges som udgange, som er tilgængelige fra pins9 / 10. Til sådanne applikationer vil normalt en NPN BJT eller en Nmosfet være konfigureret eksternt til at acceptere den positive frekvens over pin9 / 10 på IC.

I det nuværende design, da en PNP bruges med IC-udgangene, bliver en negativ synkende spænding det rigtige valg, og derfor har vi i stedet for pin9 / 10 koblet pin8 / 11 med udgangstrinnet, der består af PNP / NPN hybrid-trin. Disse udgange giver tilstrækkelig synkestrøm til at drive udgangstrinnet og til at drive konfigurationen til konvertering med høj strøm.

PWM-kontrol

PWM-implementeringen, som bliver det afgørende aspekt for kredsløbet, opnås ved at føre et prøvefeedback-signal til IC'ens interne fejlforstærker gennem dets ikke-inverterende indgangsstift nr. 1.

Denne PWM-indgang kan ses tilsluttet udgangen fra buck-konverteren via den potentielle opdeler R8 / R9, og denne feedback-loop indlæser de nødvendige data til IC'en, så IC'en er i stand til at generere kontrollerede PWM'er på tværs af udgangene for at hold udgangsspændingen konstant ved 5V.

Anden udgangsspænding kan fastsættes ved simpelthen at ændre værdierne på R8 / R9 efter deres eget applikationsbehov.

Nuværende kontrol

IC'en har to fejlforstærkere, der er indstillet internt til styring af PWM som reaktion på eksterne feedback-signaler. En af fejlforstærkeren bruges til at styre 5V udgangene som beskrevet ovenfor, den anden fejlforstærker anvendes til at styre udgangsstrømmen.

R13 danner den nuværende følemodstand, potentialet, der er udviklet på tværs af det, tilføres til en af ​​indgangsstifter nr. 16 i den anden fejlforstærker, der sammenlignes med referencen ved stift nr. 15 indstillet på den anden indgang af opampen.

I det foreslåede design er det indstillet til 10amp til R1 / R2, hvilket betyder, at hvis udgangsstrømmen har en tendens til at stige over 10ampe, kan pin16 forventes at gå højere end referencestiften15, der initierer den krævede PWM-sammentrækning, indtil strømmen er begrænset tilbage til de angivne niveauer.

Buck Power Converter

Effektstrinet vist i designet er et standard power buck-konverterstrin, der bruger en hybrid Darlington-par-transistorer NTE153 / NTE331.

Dette hybride Darlington-trin reagerer på den PWM-styrede frekvens fra pin8 / 11 på IC'en og betjener bock-konverteringstrinnet bestående af en højstrømsspole og en højhastigheds-skiftediode NTE6013.

Ovenstående trin producerer en præcis 5v output, der sikrer minimal spredning og en præfekt nul drop output.

Spolen eller induktoren kan vikles over enhver ferritkerne ved hjælp af tre parallelle tråde af superemaleret kobbertråd, hver med en diameter på 1 mm, induktansværdien kan være overalt nær 140uH for det foreslåede design.

Således kan dette 5V solcelleladerkredsløb betragtes som et ideelt og ekstremt effektivt solcelleladerkredsløb til alle typer applikationer til solopladning.