Solar Cellphone Charger Circuit

Artiklen diskuterer omfattende et MPPT-baseret smart solcellelader-kredsløb. Idéen blev anmodet om af en af ​​de ivrige læsere af denne blog.

Tekniske specifikationer

Jeg er el- og elektronik sidste års studerende. Min sidste års projekttitel er smart soloplader til mobiltelefoner. Jeg håbede sir kan hjælpe mig med, hvordan man gør en soloplader smart.

Noget, jeg stødte på, var ved hjælp af brugergrænseflade, såsom brug førte til at informere brugeren om solstråling er nok til at oplade opladeren eller noget lignende. Men jeg er ikke sikker på, hvordan kredsløbet vil se ud, og hvilke komponenter der er behov for. Håber på hjælp fra sir.

Jeg tænkte på at bruge brugergrænsefladen til at gøre solopladeren 'smart'. Med en funktion, der informerer brugeren om, hvor meget sollys der er nok til effektiv opladning. For eksempel hvis lysstrålingen er for lav, vil brugeren blive informeret via tændt LED eller displayskærm.

Og når solopladeren er fuldt opladet, lyser en LED for at informere brugeren om, at solopladeren er klar til brug.

Det er det, jeg har tænkt på at udvikle indtil videre sir. Men jeg er ikke sikker på kompleksiteten af ​​det, derfor er jeg åben for ethvert nyt forslag om at forbedre dette design.

Jeg har også læst nogle artikler på sir's blog vedrørende mppt. Jeg er ikke sikker på, om jeg skal overveje at tilføje det til dette design, da jeg ikke er bekendt med kompleksiteten ved at opbygge dette kredsløb.

Jeg skal udvikle en bærbar smart soloplader til mobiltelefoner . Derfor overvejede jeg at bruge brugergrænsefladen til at informere brugerne som en 'smart' metode. Håber sir kan hjælpe mig med udviklingen af ​​dette kredsløb. Jeg er også åben for nye forslag, sir.

Tak for din hurtige feedback, og jeg sætter stor pris på din hjælp sir.

Hav en dejlig dag sir.

Designet

Med henvisning til ovenstående smarte solopladerkredsløb kan designet opdeles i tre grundlæggende faser:

1) Mosfet-baseret buck konverter scene.

2) Den stabile fase IC 555 og

3) Opamp-baseret solspor MPPT scene.

Stadierne er designet til at fungere på følgende måde:

Buck-konverteren består grundlæggende af en P-kanal mosfet, en hurtig respons diode og en induktor. Dette trin er inkluderet for at opnå den ønskede mængde aftrækket spænding med maksimal effektivitet, da tab i form af varme og andre parametre er minimum ved hjælp af en toptop.

IC 555-scenen

IC 555-trinnet er rigget til at generere en frekvens for bukkeomformerens mosfet og også som en konstant spændingsregulator gennem sin kontrolstift5. BJT på sin pin5-grund og slukker for buck-konverterfrekvensen hver gang den modtager et basistriggersignal enten fra opamp-tracker-scenen eller fra feedback-sætningen over buck-converter-output via 10k-forudindstillingen.

Når man kommer til opamp-scenen, kan dens indgange ses konfigureret på en sådan måde, at potentialet ved IC's inverterende indgang forbliver en knivspids højere end dets ikke-inverterende input på grund af tilstedeværelsen af ​​de tre 1N4148-faldende dioder.

Forudindstillingen på 10k justeres således, at solspændingsprøven på pin2 ved topspænding holdes lige lavere end forsyningsspændingen ved pin7, dette er vigtigt, da input-tilførslen ikke bør være højere end IC's forsyningsspænding i henhold til standardregler og specifikationer for IC.

I ovennævnte situation holdes udgangsbenet 6 fra opampen ved nul potentiale på grund af den lavere skygge potentiale for pin3 end pin2.

MPPT-optimering

Under optimale belastningsforhold, når belastningsspændingsspecifikationen er på niveau med solpanelets spændingsklassificering, fungerer panelet automatisk med maksimal effektivitet, og opamp-trackeren forbliver i dvale, men hvis der registreres en uovertruffen eller inkompatibel overbelastningsbelastning, har panelspændingen tendens for at blive trukket ned med belastningsspændingsniveauet.

Situationen spores ved pin2, som også oplever et proportionalt spændingsfald, men potentialet ved pin3 forbliver solidt og uberørt på grund af tilstedeværelsen af ​​10uF kondensatoren, indtil det øjeblik, hvor pin2-potentialet har en tendens til at gå under 3-diodefallet, der er indstillet over pin3 . Pin3 begynder nu at være vidne til et stigende potentiale end pin2, som øjeblikkeligt gengiver et højt ved pin6 på IC.

Ovenstående høj ved pin6 sender en trigger ved bunden af ​​BC547-transistoren placeret over pin5 på IC555. Dette tvinger den astable til at slukke for sig selv og bukkeoutputet, hvilket igen gør belastningen ineffektiv og genopretter normalitet over panelet og opamp-tracker-scenen ... cyklussen fortsætter med at skifte hurtigt og sikrer en optimeret spænding til belastningen såvel som en optimeret belastning til panelet, så dets spænding aldrig falder under dets kritiske 'knæ'-zone.

Induktoren på konverteringstrinnet kan bygges ved hjælp af 22 SWG-magnettråd med ca. 20 omdrejninger over enhver passende ferritkerne.

10k-forudindstillingen kan bruges til at justere bukke-spændingen til de krævede niveauer i henhold til belastningsspecifikationerne.

Sådan opsættes kredsløbet

Når den er bygget, kan den ovenfor forklarede smarte soloplader indstilles med følgende procedurer:

1) Tilslut ikke nogen belastning til udgangen.

2) Anvend en ekstern jævnstrøm (meget lav strøm) på tværs af indgangen på kredsløbet, hvor panelet er beregnet til at blive tilsluttet. Denne jævnstrøm skal være på et niveau, der er omtrent lig med de valgte paneltopspændingsspecifikationer.

3) Juster opampens 10k-forudindstilling, så potentialet ved pin2 bliver lidt lavere end potentialet ved pin7 på IC'en.

4) Dernæst skal du justere den anden 10k-forudindstilling, så output fra buck-konverteren producerer en spænding, der lige svarer til den påtænkte belastningsspænding. Hvis det er en mobiltelefon, der skal oplades, kan spændingen indstilles til 5V, for en Li-ion-celle kan den indstilles til 4,2V og så videre.

4) Tilslut endelig en dummy-belastning, som muligvis har en driftsspænding, der er meget lavere end indgangsstrømmen, men højere strømværdi end indgangsstrømmen .... og kontroller den samlede respons fra kredsløbet.

Kredsløbet skal producere følgende resultater:

Når pin6-tilførslen er forbundet med pin5 BJT på IC 555, bør jævnstrømmen ikke vise et fald på mere end 2V end dens faktiske størrelse. Det betyder, at hvis indgangsstrømmen er 15V, og belastningen er 6V, kan faldet over indgangsstrømmen muligvis ikke ses under 13V.

Omvendt med frakoblet pin6 skal dette falde og justeres i overensstemmelse med belastningsspændingen, det vil sige hvis DC er 15V og belastningen er 6V, kan den indgående DC ses falde ved 6V.

Ovenstående resultater vil bekræfte en korrekt og optimal funktion af det foreslåede smarte solcelleladekredsløb.

Stadierne skal bygges, testes, bekræftes trinvis og derefter integreres sammen.