Zero Drop LDO Solar Charger Circuit

Artiklen diskuterer et simpelt LDO med lavt frafald eller zero drop solcelleladerkredsløb uden mikrocontroller, som kan ændres på mange forskellige måder efter brugerens præference. Kredsløbet er ikke afhængig af mikrokontroller og kan bygges selv af en lægmand.

Hvad er en Zero Drop Charger

En zero drop soloplader er en enhed, der sikrer, at spændingen fra solpanelet når batteriet uden at undergå noget spændingsfald, enten på grund af modstand eller interferens med halvleder. Kredsløbet her bruger en MOSFET som en switch til at sikre et minimum fald i spænding fra det tilsluttede solpanel.

Desuden har kredsløbet en tydelig fordel i forhold til andre former for nul drop-opladerdesign, det shunter ikke unødvendigt panelet og sørger for, at panelet får lov til at fungere i dets højeste effektivitetszone.

Lad os forstå, hvordan disse funktioner kunne opnås gennem denne nye kredsløbside designet af mig.

Enkleste LDO-kredsløb

Her er et simpelt eksempel på LDO-soloplader, som kan bygges på få minutter af enhver interesseret hobbyist.

Disse kredsløb kan effektivt bruges i stedet for dyre Schottky dioder, for at få en ækvivalent nul dråbeoverførsel af solenergi til belastningen.

En P-kanal MOSFET bruges som en nul drop LDO-switch. Zenerdioden beskytter MOSFET mod høje solpanelspændinger over 20 V. 1N4148 beskytter MOSFET mod en omvendt solpanelforbindelse. Således bliver denne MOSFET LDO fuldt beskyttet mod omvendte polaritetsforhold og tillader også, at batteriet oplades uden at tabe spænding i midten.

For en N-kanalversion kan du prøve følgende variant.

Brug af op-forstærkere

Hvis du er interesseret i at opbygge en zero drop-oplader med automatisk afskæringsfunktion, kan du anvende denne ved hjælp af en op-forstærker, der er tilsluttet som en komparator som vist nedenfor. I dette design er IC'ens ikke-inverterende stift placeret som spændingssensor via et spændingsdeletrin lavet af R3 og R4.

Under henvisning til det foreslåede nulfaldsspændingsregulator oplader kredsløbsdiagram ser vi en ret ligetil konfiguration bestående af en opamp og en mosfet som de vigtigste aktive ingredienser.

Den inverterende stift er som sædvanlig rigget som referenceindgangen ved hjælp af R2 og zenerdioden.

Forudsat at batteriet, der skal oplades, er et 12V batteri, beregnes forbindelsen mellem R3 og R4 således, at det producerer 14,4V ved et bestemt optimalt indgangsspændingsniveau, som kan være det tilsluttede panels åbne kredsløbsspænding.

Ved anvendelse af solspændingen ved de viste indgangsterminaler starter mosfet ved hjælp af R1 og tillader hele spændingen over sin afløbskabel, som endelig når R3 / R4-krydset.

Spændingsniveauet registreres straks her, og hvis det i tilfælde af at det er højere end den indstillede 14.4V, tænder opamp-udgangen til et højt potentiale.

Denne handling slukker øjeblikkeligt for mosfet og sørger for, at der ikke tillades yderligere spænding at nå dets afløb.

Imidlertid har spændingen nu en tendens til at falde under 14,4 V-mærket over R3 / R4-krydset, som endnu en gang beder opamp-udgangen om at gå lavt og igen tænde mosfet.

Ovenstående omskiftning gentages hurtigt, hvilket resulterer i en konstant 14,4V ved udgangen, der føres til batteripolerne.

Brug af mosfet sikrer en næsten nul drop output fra solpanelet.

D1 / C1 introduceres til opretholdelse og opretholdelse af en konstant forsyning til IC-forsyningspindene.

I modsætning til regulatorer af shunt-typen styres overskydende spænding fra solpanelet ved at slukke for panelet, hvilket sikrer nul belastning af solpanelet og giver det mulighed for at fungere under de mest effektive forhold, ligesom en MPPT-situation.

LDO-solcelleladerkredsløbet uden mikrocontroller kan let opgraderes ved at tilføje en automatisk afskæring og en overstrømsgrænsefunktioner.

Kredsløbsdiagram

BEMÆRK: TILSLUT TILKOBLING AF PIN-KODEN # 7 PÅ ICEN DIREKT MED (+) TERMINALEN PÅ SOLPANELET Ellers fungerer kredsløbet ikke. BRUG LM321, HVIS SOLPANELSPÆNDINGEN ER HØJERE END 18 V.

Liste over dele

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = brug en online potentiel divideringsberegner til fastgørelse af den krævede krydsspænding
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22 uF
• Z1 = skal være meget lavere end det valgte batteri over opladningsniveau
• IC1 = 741
• Mosfet = i henhold til batteriets AH og solspændingen.

Brug af N-Channel MOSFET

Det foreslåede lave frafald kan også implementeres effektivt ved hjælp af en N-kanal MOSFET. som angivet nedenfor:

BEMÆRK: TILSLUT TILKOBLING AF PIN-KODEN # 4 AF ICEN DIREKT MED (-) TERMINALEN PÅ SOLPANELET, Ellers vil kredsløbet blive ved med at fungere. BRUG LM321 I stedet for 741, HVIS PANELUDGANGEN ER HØJERE END 18 V.

Tilføjelse af en aktuel kontrolfunktion

Det andet diagram ovenfor viser, hvordan ovennævnte design kan opgraderes med en strømstyringsfunktion ved blot at tilføje et BC547-transistortrin på tværs af opampens inverterende input.

R5 kan være enhver modstand med lav værdi, såsom en 100 ohm.

R6 bestemmer den maksimalt tilladte ladestrøm til batteriet, som kan indstilles ved hjælp af formlen:

R (Ohm) = 0,6 / I, hvor jeg er den optimale opladningshastighed (ampere) for det tilsluttede batteri.

Afsluttet Solar zero drop batteriopladekredsløb:

I henhold til forslaget fra 'jrp4d' havde de ovenfor forklarede designs behov for nogle alvorlige ændringer for at fungere korrekt. Jeg har præsenteret de færdige, korrigerede arbejdsdesign for det samme gennem nedenstående diagrammer:

Ifølge 'jrp4d':

Hej - Jeg har rodet med Mosfets (spændingskontrolkredsløb), og jeg tror ikke, at begge kredsløb fungerer, undtagen hvor spændingslinjen kun er et par volt større end målbatteriets spænding. For noget, hvor linjen er meget mere end batteriet, vil mosfet bare lede, fordi kontrolkredsløbet ikke kan kontrollere det.

I begge kredsløb er det det samme problem, med P-kanal kan op-amp ikke køre porten højt nok til at slukke for den (som observeret af et indlæg) - den sender bare linjespændingen lige igennem til batteriet. I N-kanalversionen kan op-amp ikke køre porten lavt nok, fordi den fungerer ved en højere spænding end -ve-linjen i siden.

Begge kredsløb har brug for en drivende enhed, der fungerer ved den fulde spændingslinje, styret af op-amp

Forslaget ovenfor ser gyldigt og korrekt ud. Den enkleste måde at rette op på ovenstående problem er at forbinde pin nr. 7 på opamp IC med (+) på solpanelet direkte. Dette ville straks løse problemet!

Alternativt kunne de ovennævnte designs modificeres på den måde, der er vist nedenfor for det samme:

Brug af NPN BJT eller N-channel mosfet:

Dioden D1 kan fjernes, når LDO-funktionen er bekræftet

I ovenstående figur kan NPN-effekttransistoren være en TIP142 eller en IRF540 mosfet ..... og fjern venligst D1, da den simpelthen ikke er påkrævet

Brug af PNP-transistor eller P-mosfet

Dioden D1 kan fjernes, når arbejdet er bekræftet

I ovenstående figur kan effekttransistoren være en TIP147 eller en IRF9540 mosfet, transistoren forbundet med R1 kan være en BC557 transistor ...... og fjern D1, da det simpelthen ikke er nødvendigt.

Sådan opsættes LDO-solcelleladerkredsløbet

Det er meget let.

1. Tilslut ikke nogen forsyning på mosfetsiden.
2. Udskift batteriet med en variabel strømforsyningsindgang, og juster det til opladningsniveauet for det batteri, der skal oplades.
3. Juster nu forsigtigt pin2-forudindstillingen, indtil lysdioden bare slukker ... drej forudindstillingen frem og tilbage, og kontroller LED-responsen, den skal også blinke TIL / FRA tilsvarende, juster til sidst forudindstillingen til et punkt, hvor LED bare slukker helt .... forsegl forudindstillingen.
4. Din zero drop soloplader er klar og sat.

Du kan bekræfte ovenstående ved at anvende en meget højere indgangsspænding på mosfet-siden, du finder udgangen på batterisiden, der producerer det perfekt regulerede spændingsniveau, der tidligere var indstillet af dig.