L’article tracta d’un circuit de carregador solar LDO baix baix o simple caiguda zero sense microcontrolador que es pot modificar de moltes maneres diferents segons les preferències de l’usuari. El circuit no depèn del microcontrolador i pot ser construït fins i tot per un profà.
Què és un carregador de gota zero?
Un carregador solar de caiguda zero és un dispositiu que garanteix que el voltatge del panell solar arriba a la bateria sense patir cap caiguda de tensió, ja sigui a causa de la resistència o la interferència dels semiconductors. El circuit aquí utilitza un MOSFET com a commutador per garantir una caiguda mínima de tensió del panell solar connectat.
A més, el circuit té un avantatge clar respecte a altres formes de carregador de caiguda zero, ja que no deriva innecessàriament el panell assegurant-se que el panell pugui funcionar a la seva zona d’eficiència més alta.
Comprenguem com es podrien aconseguir aquestes característiques mitjançant aquesta nova idea de circuit dissenyada per mi.
Circuit LDO més senzill
Aquí teniu un exemple de carregador solar LDO més senzill que qualsevol aficionat interessat pot construir en qüestió de minuts.
Aquests circuits es poden utilitzar eficaçment en lloc de costosos Schottky díodes, per obtenir una transferència equivalent de caiguda nul·la d’energia solar a la càrrega.
Un MOSFET de canal P s’utilitza com a commutador LDO de caiguda zero. El díode zener protegeix el MOSFET d’altes tensions dels panells solars superiors a 20 V. El 1N4148 protegeix el MOSFET d’una connexió inversa del panell solar. Per tant, aquest MOSFET LDO queda totalment protegit de les condicions de polaritat inversa i també permet que la bateria es carregui sense caure cap tensió al centre.
Per a una versió amb canal N, podeu provar la següent variant.
Utilitzant amplificadors operatius
Si esteu interessat en construir un carregador de caiguda zero amb funció de tall automàtic, podeu aplicar-lo mitjançant un amplificador operatiu que es connecti com a comparador, tal com es mostra a continuació. En aquest disseny, el pin no inversor del CI es col·loca com a sensor de tensió a través d’un escenari divisor de tensió realitzat per R3 i R4.
Referint-nos al diagrama del circuit del carregador del regulador de caiguda de voltatge zero proposat, veiem una configuració bastant senzilla que consisteix en un opamp i un mosfet com a ingredients actius principals.
El pin inversor és tan usual com l’entrada de referència mitjançant R2 i el díode zener.
Suposant que la bateria que es carregarà és una bateria de 12V, la unió entre R3 i R4 es calcula de manera que produeix 14,4V a un cert nivell de voltatge d’entrada òptim que pot ser el voltatge del circuit obert del panell connectat.
En aplicar la tensió solar als terminals d’entrada mostrats, el mosfet inicia amb l’ajut de R1 i permet tota la tensió a través del seu cable de drenatge que finalment arriba a la unió R3 / R4.
El nivell de voltatge es detecta instantàniament aquí i, en cas que sigui superior al 14,4 V establert, activa la sortida opamp a un alt potencial.
Aquesta acció apaga instantàniament el mosfet assegurant-se que no es permeti cap voltatge més al seu desguàs.
No obstant això, en el procés, la tensió ara tendeix a baixar per sota de la marca de 14,4 V a la unió R3 / R4, cosa que de nou fa que la sortida opamp baixi i, al seu torn, engegui el mosfet.
La commutació anterior es repeteix ràpidament, cosa que provoca una constant de 14,4 V a la sortida alimentada als terminals de la bateria.
L'ús del mosfet garanteix una caiguda gairebé nul·la del panell solar.
S'introdueixen D1 / C1 per mantenir i mantenir un subministrament constant als pins d'alimentació IC.
A diferència dels reguladors de tipus derivació, aquí l’excés de tensió del panell solar es controla apagant el panell, cosa que garanteix la càrrega nul·la del panell solar i li permet funcionar en les seves condicions més eficients, de manera similar a una situació MPPT.
El circuit de carregador solar LDO sense microcontrolador es pot actualitzar fàcilment afegint un tall automàtic i un límit de sobreintensitat.
Esquema de connexions
NOTA: CONNECTEU EL PIN PIN 7 DE LA IC DIRECTAMENT AMB EL TERMINAL (+) DEL PANELL SOLAR D'altra banda, EL CIRCUIT NO FUNCIONARÀ. Utilitzeu LM321 SI LA TENSIÓ DEL PANELL SOLAR ÉS MÉS ALT DE 18 V.
Llista de peces
- R1, R2 = 10K
- R3, R4 = utilitzeu una calculadora divisora de potencial en línia per fixar la tensió de connexió necessària
- D2 = 1N4148
- C1 = 10uF / 50V
- C2 = 0,22uF
- Z1 = ha de ser molt inferior a la bateria seleccionada per sobre del nivell de càrrega
- IC1 = 741
- Mosfet = segons la bateria AH i la tensió solar.
Utilitzant MOSFET de canal N
El baix abandonament proposat també es pot implementar eficaçment mitjançant un MOSFET de canal N. tal com s'indica a continuació:
NOTA: SI US PLAU, CONNECTEU EL PIN Nº 4 DE L’IC DIRECTAMENT AMB EL TERMINAL (-) DEL PANELL SOLAR, ALTRAMENT EL CIRCUIT DEIXARÀ DE FUNCIONAR. Utilitzeu LM321 EN lloc de 741, si la sortida del panell és superior a 18 V.
Afegir una funció de control actual
El segon diagrama anterior mostra com es pot actualitzar el disseny anterior amb una característica de control actual simplement afegint una etapa de transistor BC547 a través de l'entrada inversora de l'opamp.
R5 pot ser qualsevol resistència de baix valor, com ara 100 ohms.
R6 determina el corrent de càrrega màxim permès a la bateria que es pot configurar mitjançant la fórmula:
R (Ohms) = 0,6 / I, on I és la velocitat de càrrega (amperes) òptima de la bateria connectada.
Circuit del carregador de bateria solar caiguda zero finalitzat:
Segons el suggeriment de 'jrp4d', els dissenys explicats anteriorment necessitaven algunes modificacions greus per funcionar correctament. He presentat els dissenys de treball finalitzats i corregits pels mateixos a través dels diagrames que es mostren a continuació:
Segons 'jrp4d':
Hola, he estat jugant amb Mosfets (circuits de control de tensió) i crec que cap dels dos circuits funcionarà, tret que la línia de tensió sigui tan sols d’uns pocs volts més gran que la tensió de la bateria objectiu. Per a qualsevol cosa on la línia d’entrada sigui molt més que la bateria, el mosfet només conduirà perquè el circuit de control no la pot controlar.
En ambdós circuits té el mateix problema, amb el canal P, l’amplificador operatiu no pot conduir la porta prou alta com per apagar-la (tal com s’observa en un post); només passa la tensió de línia directament a la bateria. A la versió del canal N, l'amplificador operatiu no pot conduir la porta prou baix perquè funciona a una tensió més alta que la línia -ve del costat.
Tots dos circuits necessiten un dispositiu de conducció que funcioni a tota la línia en tensió, controlat per l’ampli operatiu
El suggeriment anterior sembla vàlid i correcte. La forma més senzilla de corregir el problema anterior és connectar el pin núm. 7 del CI opamp amb el (+) del panell solar directament. Això solucionaria immediatament el problema.
Alternativament, els dissenys anteriors es podrien modificar de la manera que es mostra a continuació per al mateix:
Utilitzant NPN BJT o mosfet de canal N:
El díode D1 es pot eliminar un cop confirmat el funcionament del LDO
A la figura anterior, el transistor de potència NPN podria ser un TIP142 o un mosfet IRF540 ... i traieu D1, ja que simplement no és necessari
Utilitzant transistor PNP o P-mosfet
El díode D1 es pot eliminar un cop confirmat el funcionament
A la figura anterior, el transistor de potència podria ser un mosfet TIP147 o un IRF9540, el transistor associat amb R1 podria ser un transistor BC557 ... i traieu D1, ja que simplement no és necessari.
Com configurar el circuit del carregador solar LDO
És molt fàcil.
- No connecteu cap subministrament al costat del mosfet.
- Substituïu la bateria per una entrada d’alimentació variable i ajusteu-la al nivell de càrrega de la bateria que se suposa que s’ha de carregar.
- Ara ajusteu acuradament el predefinit del pin2 fins que el LED només s’apagui .... feu passar el predefinit cap amunt i cap enrere i comproveu la resposta del LED, també hauria de parpellejar ON / OFF corresponent i, finalment, ajusteu el predefinit a un punt on el LeD s’apagui completament .... segellar el valor predefinit.
- El carregador solar de caiguda zero està llest i preparat.
Podeu confirmar l’anterior aplicant una tensió d’entrada molt superior al costat del mosfet, trobareu la sortida del costat de la bateria que produeix el nivell de voltatge perfectament regulat que prèviament heu establert.
Anterior: Circuit de làmpades LED “halògenes” per a fars de moto Següent: Circuit de carregador Solar Boost amb regulador de control LED
