Zero Drop LDO saules lādētāja ķēde

Rakstā aplūkota vienkārša zema izlaišanas LDO jeb nulles piliena saules lādētāja ķēde bez mikrokontrollera, kuru var modificēt dažādos veidos atbilstoši lietotāja vēlmēm. Ķēde nav atkarīga no mikrokontrollera, un to var izveidot pat lajs.

Kas ir nulles pilienu lādētājs

Nulles piliena saules lādētājs ir ierīce, kas nodrošina, ka spriegums no saules paneļa sasniedz akumulatoru, neizraisot sprieguma kritumu ne pretestības, ne pusvadītāju traucējumu dēļ. Ķēdē šeit tiek izmantots MOSFET kā slēdzis, lai nodrošinātu minimālu sprieguma kritumu no pievienotā saules paneļa.

Turklāt ķēdei ir īpaša priekšrocība salīdzinājumā ar citiem nulles pilienu lādētāja modeļiem, tā nevajadzīgi neveicina paneļa darbību, pārliecinoties, ka panelim ir atļauts darboties visaugstākajā efektivitātes zonā.

Sapratīsim, kā šīs funkcijas varētu sasniegt, izmantojot šo manis izstrādāto jauno ķēdes ideju.

Vienkāršākā LDO ķēde

Šeit ir vienkāršākais LDO saules lādētāja piemērs, kuru jebkurš ieinteresētais hobijs var izveidot dažu minūšu laikā.

Šīs shēmas var efektīvi izmantot dārgu vietu vietā Šotkis diodes, lai iegūtu līdzvērtīgu nulles krituma saules enerģijas pārnesi uz slodzi.

P kanāla MOSFET tiek izmantots kā nulles krituma LDO slēdzis. Zenera diode aizsargā MOSFET no augsta saules paneļa sprieguma, kas pārsniedz 20 V. 1N4148 aizsargā MOSFET no pretēja saules paneļa savienojuma. Tādējādi šis MOSFET LDO kļūst pilnībā aizsargāts pret apgrieztās polaritātes apstākļiem un ļauj arī akumulatoram uzlādēt, nenometot nevienu spriegumu pa vidu.

N kanāla versijai varat izmēģināt šādu variantu.

Op Amps izmantošana

Ja jūs interesē izveidot nulles piliena lādētāju ar automātiskās izslēgšanas funkciju, varat to izmantot, izmantojot op amp, kas ir pievienots kā salīdzinājums, kā parādīts zemāk. Šajā konstrukcijā IC neinvertējošais tapa ir novietots kā sprieguma sensors, izmantojot sprieguma dalītāja pakāpi, ko veido R3 un R4.

Atsaucoties uz piedāvāto nulles krituma sprieguma regulatora lādētāja shēmas shēmu, mēs redzam diezgan vienkāršu konfigurāciju, kas sastāv no opamp un mosfet kā galvenās aktīvās sastāvdaļas.

Invertējošais tapa ir kā parasti ievilkts kā atsauces ieeja, izmantojot R2 un zenera diode.

Pieņemot, ka uzlādējamā baterija ir 12 V baterija, savienojumu starp R3 un R4 aprēķina tā, lai tas ražotu 14,4 V pie noteikta optimālā ieejas sprieguma līmeņa, kas varētu būt pievienotā paneļa atvērtās ķēdes spriegums.

Pieliekot saules spriegumu parādītajos ieejas spailēs, mosfet sāk darbību ar R1 palīdzību un ļauj visu spriegumu pāri tā iztukšošanas vadam, kas beidzot sasniedz R3 / R4 krustojumu.

Šeit uzreiz tiek uztverts sprieguma līmenis, un, ja tas ir augstāks par iestatīto 14,4 V, ieslēdz opamp izeju ar lielu potenciālu.

Šī darbība nekavējoties izslēdz mosfetu, pārliecinoties, ka vairs nav atļauts sasniegt tā aizplūšanu.

Tomēr procesā spriegumam tagad ir tendence samazināties zem 14,4 V atzīmes pāri R3 / R4 krustojumam, kas atkal liek opamp izejai iet zemu un savukārt ieslēgt mosfet.

Iepriekš minētā pārslēgšanās turpinās ātri atkārtoties, kā rezultātā uz akumulatora spailēm ievadītā izeja ir nemainīga 14,4 V.

MOSFET izmantošana nodrošina gandrīz nulles pilienu izvadi no saules paneļa.

D1 / C1 tiek ieviesti, lai uzturētu un uzturētu pastāvīgu padevi IC barošanas tapām.

Atšķirībā no šunta tipa regulatoriem, šeit lieko spriegumu no saules paneļa kontrolē, izslēdzot paneli, kas nodrošina nulles saules paneļa slodzi un ļauj tam darboties visefektīvākajos apstākļos, gluži kā MPPT situācijā.

LDO saules lādētāja ķēdi bez mikrokontrollera var viegli uzlabot, pievienojot automātisko izslēgšanu un pārslodzes robežas funkcijas.

Ķēdes shēma

PIEZĪME. LŪDZU, TIEŠI PIEVIENOJIET MIKROGRAMMAS PIN kodu Nr. 7 AR SAULES PANEĻA (+) TERMINĀLU, KĀPĒC APTURĒŠANA NEDRĪKST. IZMANTOJIET LM321, JA SAULES PANEĻA SPriegums ir augstāks par 18 V.

Detaļu saraksts

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = izmantojiet tiešsaistes potenciāla dalītāja kalkulatoru, lai noteiktu nepieciešamo savienojuma spriegumu
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22 uF
• Z1 = jābūt daudz zemākam par izvēlētā akumulatora uzlādes līmeni
• IC1 = 741
• Mosfet = atbilstoši akumulatora AH un saules spriegumam.

Izmantojot N-Channel MOSFET

Ierosināto zemo atbirumu var arī efektīvi īstenot, izmantojot N kanālu MOSFET. kā norādīts zemāk:

PIEZĪME. LŪDZU, SAVIENOJIET MIKROVIELAS PIN4. TIEŠI AR SAULES PANEĻA (-) TERMINĀLU, CITĀDI APRĪKS DARBS. IZMANTOJIET LM321 741 VIETĀ, JA PANEĻA IZVADE IR AUGSTĀKA PAR 18 V.

Pašreizējās vadības funkcijas pievienošana

Otrā augšējā diagramma parāda, kā iepriekš minēto dizainu var uzlabot ar pašreizējo vadības funkciju, vienkārši pievienojot BC547 tranzistora posmu pāri opamp apgrieztajai ieejai.

R5 var būt jebkurš mazvērtīgs rezistors, piemēram, 100 omi.

R6 nosaka maksimālo pieļaujamo akumulatora uzlādes strāvu, kuru var iestatīt, izmantojot formulu:

R (omi) = 0,6 / I, kur I ir pievienotā akumulatora optimālais uzlādes ātrums (ampēri).

Pabeigta Saules nulles krituma akumulatora lādētāja ķēde:

Kā norādīts “jrp4d” ierosinājumā, iepriekš paskaidrotajiem dizainiem bija nepieciešamas nopietnas izmaiņas, lai tie darbotos pareizi. Es esmu uzrādījis pabeigtos, labotos darba dizainus, izmantojot zemāk parādītās diagrammas:

Saskaņā ar “jrp4d”:

Sveiki - es esmu sajaucies ar Mosfets (sprieguma vadības ķēdēm), un es nedomāju, ka kāda no šīm ķēdēm darbosies, izņemot gadījumus, kad sprieguma līnija ir tikai dažus volti liela nekā mērķa akumulatora spriegums. Visam, kur līnija ir daudz vairāk nekā akumulators, ko mosfet vienkārši veiks, jo vadības ķēde to nevar kontrolēt.

Abās ķēdēs tā pati problēma ir tā, ka ar P kanālu op-amp aprāvējs vārtus vada pietiekami augstu, lai tos izslēgtu (kā novēroja viens stabiņš) - tas vienkārši pāriet līnijas spriegumam tieši uz akumulatoru. N kanāla versijā op-amp nevar vadīt vārti pietiekami zemu, jo tie darbojas ar augstāku spriegumu nekā -ve līnija pusē.

Abām ķēdēm nepieciešama piedziņas ierīce, kas darbojas ar pilnu sprieguma līniju, ko kontrolē op-amp

Iepriekš minētais ieteikums izskatās pamatots un pareizs. Vienkāršākais veids, kā novērst iepriekš minēto problēmu, ir tieši savienot opamp IC tapu Nr. 7 ar saules paneļa (+). Tas uzreiz atrisinātu šo problēmu!

Alternatīvi iepriekš minētos dizainparaugus var modificēt tā, kā parādīts zemāk:

Izmantojot NPN BJT vai N kanālu MOSFET:

Diodi D1 var noņemt, tiklīdz ir apstiprināta LDO darbība

Iepriekš redzamajā attēlā NPN jaudas tranzistors varētu būt TIP142 vai IRF540 mosfet ..... un, lūdzu, noņemiet D1, jo tas vienkārši nav nepieciešams

PNP tranzistora vai P-mosfet izmantošana

Diodi D1 var noņemt, kad darbība ir apstiprināta

Iepriekš redzamajā attēlā strāvas tranzistors varētu būt TIP147 vai IRF9540 mosfet, ar R1 saistītais tranzistors varētu būt BC557 tranzistors ...... un, lūdzu, noņemiet D1, jo tas vienkārši nav nepieciešams.

Kā iestatīt LDO saules lādētāja ķēdi

Tas ir ļoti vienkārši.

1. Nepievienojiet nevienu padevi mosfet pusē.
2. Nomainiet akumulatoru ar mainīgu barošanas avotu un noregulējiet to atbilstoši uzlādējamā akumulatora uzlādes līmenim.
3. Tagad uzmanīgi noregulējiet pin2 sākotnējo iestatījumu, līdz gaismas diode vienkārši izslēdzas. Pārvelciet iepriekš iestatīto iestatījumu uz priekšu un atpakaļ un pārbaudiet gaismas diodes reakciju, tai arī attiecīgi vajadzētu mirgot IESLĒGT / IESLĒGT, beidzot noregulējiet iepriekš iestatīto līdz vietai, kur LeD vienkārši pilnībā izslēdzas .... aizzīmogojiet iepriekš iestatīto.
4. Jūsu nulles piliena saules lādētājs ir gatavs un iestatīts.

Jūs varat apstiprināt iepriekš minēto, piemērojot daudz lielāku ieejas spriegumu MOSFET pusē. Jūs atradīsit akumulatora puses izeju, kas nodrošina perfekti regulētu sprieguma līmeni, kuru jūs iepriekš iestatījāt.