Güneş Cep Telefonu Şarj Devresi

Makale, bir MPPT tabanlı akıllı güneş enerjili cep telefonu şarj devresini kapsamlı bir şekilde tartışıyor. Fikir, bu blogun hevesli okuyucularından biri tarafından talep edildi.

Teknik özellikler

Elektrik ve elektronik son sınıf öğrencisiyim. Son yıl proje başlığım, cep telefonları için akıllı solar şarj cihazı. Bir solar şarj cihazını nasıl akıllı yapacağım konusunda efendim bana yardım edebilir diye umuyordum.

Karşılaştığım bir şey, kullanıcıya güneş radyasyonunun şarj cihazını şarj etmek için yeterli olup olmadığını veya bunun gibi bir şeyi bildirmek için kullanım led'i gibi kullanıcı arayüzünü kullanıyordu. Ancak devrenin nasıl görüneceğinden ve hangi bileşenlere ihtiyaç duyulduğundan emin değilim. Efendimden biraz yardım umuyorum.

Güneş enerjisi şarj cihazını 'akıllı' hale getirmek için kullanıcı arayüzünü kullanmayı düşünüyordum. Verimli şarj için güneş ışığı miktarının yeterli olup olmadığını kullanıcıya bildirme özelliği ile. Örneğin, ışık radyasyonu çok düşükse, kullanıcı ışıklı LED veya ekran aracılığıyla bilgilendirilecektir.

Ve solar şarj cihazı tamamen şarj edildiğinde, kullanıcıya solar şarj cihazının kullanıma hazır olduğunu bildirmek için bir LED yanar.

Şimdiye kadar geliştirmeyi düşündüğüm şey buydu efendim. Ancak karmaşıklığından emin değilim, bu nedenle bu tasarımı geliştirmek için herhangi bir yeni öneriye açığım.

Ayrıca, efendim'in blogunda mppt ile ilgili bazı makaleler okudum. Bu devreyi oluşturmanın karmaşıklığına aşina olmadığım için bunu bu tasarıma eklemeyi düşünmem gerekip gerekmediğinden emin değilim.

Bir geliştirmem gerekiyor cep telefonları için taşınabilir akıllı solar şarj cihazı . Bu nedenle kullanıcıları bilgilendirmek için kullanıcı arayüzünü 'akıllı' bir yöntem olarak kullanmayı düşündüm. Efendim, bu devrenin geliştirilmesinde bana yardımcı olabileceğini umuyorum. Yeni önerilere de açığım efendim.

Hızlı geri bildiriminiz için teşekkür eder, yardımınız için gerçekten minnettarım efendim.

İyi günler efendim.

Dizayn

Yukarıdaki akıllı güneş enerjisi şarj cihazı devresine atıfta bulunarak, tasarım üç temel aşamaya ayrılabilir:

1) mosfet tabanlı buck dönüştürücü sahne.

2) IC 555 kararsız aşaması ve

3) opamp tabanlı güneş izci MPPT sahne.

Aşamalar aşağıdaki şekilde çalışacak şekilde tasarlanmıştır:

Buck dönüştürücü temel olarak bir P-kanallı mosfet, hızlı yanıt veren bir diyot ve bir indüktörden oluşur. Bu aşama, maksimum verimlilikle istenen miktarda azaltılmış gerilimi elde etmek için dahil edilmiştir, çünkü ısı ve diğer parametreler şeklindeki kayıp bir buck topolojisi kullanılarak minimumdur.

IC 555 Aşaması

IC 555 aşaması, kova dönüştürücü mosfet için bir frekans oluşturmak üzere ve ayrıca kontrol pimi5 aracılığıyla sabit bir voltaj regülatörü olarak tasarlanmıştır. BJT, pin5'te topraklanır ve 10k ön ayarı aracılığıyla opamp izleyici aşamasından veya buck dönüştürücü çıkışı boyunca geri bildirim setinden bir temel tetikleme sinyali aldığı her seferinde kova dönüştürücü frekansını kapatır.

Opamp aşamasına gelindiğinde, girişleri, IC'nin ters çevirme girişindeki potansiyel, üç 1N4148 düşen diyotun varlığı nedeniyle tersine çevirmeyen girişinden bir tutam daha yüksek kalacak şekilde yapılandırılmış olarak görülebilir.

10k ön ayarı, pik voltajda pim2'deki örnek güneş voltajı pim 7'deki besleme voltajından biraz daha düşük tutulacak şekilde ayarlanır, bu önemlidir çünkü giriş beslemesi, standart kurallara göre IC'nin besleme voltajından daha yüksek olmamalıdır. ve IC'nin özellikleri.

Yukarıdaki durumda, pim3'ün pim2'den daha düşük gölge potansiyeli nedeniyle opamp'ın çıkış pini6 sıfır potansiyelde tutulur.

MPPT Optimizasyonu

Optimal yük koşullarında, yük voltajı spesifikasyonu güneş paneli voltaj değeriyle aynı olduğunda, panel otomatik olarak maksimum verimlilikle çalışır ve opamp izleyici uykuda kalır, ancak eşleşmeyen veya uyumsuz bir aşırı yük algılanması durumunda panel voltajı eğilimi gösterir. yük voltaj seviyesi ile aşağı çekilmek için.

Durum, aynı zamanda orantılı bir voltaj düşüşü yaşayan pin2'de izlenir, ancak pin2 potansiyelinin pin3 boyunca ayarlanan 3 diyot düşüşünün altına düşme eğiliminde olduğu ana kadar, 10 uF kapasitörün varlığı nedeniyle pin3'teki potansiyel sabit ve hareketsiz kalır. . Pin3 şimdi pin2'den yükselen bir potansiyele tanık olmaya başlar ve bu da anında IC'nin pin6'sında yüksek bir değer oluşturur.

Pin6'daki yukarıdaki yüksek, IC555'in pimi 5 boyunca konumlandırılan BC547 transistörünün tabanına bir tetikleyici gönderir. Bu, kararsız olanı kendisini ve buck çıkışını kapatmaya zorlar, bu da yükü etkisiz hale getirir ve panel ve opamp izleyici aşaması boyunca normalliği geri yükler ... döngü hızla değişmeye devam eder, yük için optimize edilmiş bir voltaj ve bir Panel için optimize edilmiş yük, böylece voltajı asla kritik 'diz' bölgesinin altına düşmez.

Dönüştürücü aşamasının indüktörü, herhangi bir uygun ferrit çekirdek üzerinde yaklaşık 20 tur ile 22 SWG mıknatıs teli kullanılarak yapılabilir.

10k ön ayarı, yük özelliklerine göre kova voltajını gerekli seviyelere ayarlamak için kullanılabilir.

Devre Nasıl Kurulur

Yukarıda açıklanan akıllı solar şarj cihazı, kurulduktan sonra aşağıdaki prosedürlerle ayarlanabilir:

1) Çıkışa herhangi bir yük bağlamayın.

2) Panelin bağlanması amaçlanan devre girişine harici bir DC (çok düşük akım) uygulayın. Bu DC, seçilen panel tepe voltaj spesifikasyonlarına yaklaşık olarak eşit bir seviyede olmalıdır.

3) Opamp'ın 10k ön ayarını, pin2'deki potansiyel IC'nin pin7'sindeki potansiyelden biraz daha düşük olacak şekilde ayarlayın.

4) Daha sonra, diğer 10k ön ayarını, kova dönüştürücünün çıktısının, amaçlanan yük voltaj değerine tam olarak eşit bir voltaj üreteceği şekilde ayarlayın. Şarj edilmesi gereken bir cep telefonuysa, voltaj 5V'a, bir Li-ion hücre için 4.2V'a vb. Ayarlanabilir.

4) Son olarak, çalışma voltajı değeri DC girişinden çok daha düşük ancak akım değeri DC girişinden daha yüksek olabilecek bir yapay yük bağlayın .... ve devreden gelen genel yanıtı kontrol edin.

Devre aşağıdaki sonuçları vermelidir:

IC 555'in pin5 BJT'sine bağlı pin6 beslemesiyle DC, gerçek büyüklüğünden 2V'den fazla düşüş göstermemelidir. Bunun anlamı, DC girişi 15V ve yük 6V ise, DC girişindeki düşüşün 13V'un altında olmadığı görülebilir.

Tersine pim6 bağlantısı kesildiğinde, yük voltajına göre düşmeli ve hizalanmalıdır, yani DC 15V ve yük 6V ise, DC girişinin 6V'da düştüğü görülebilir.

Yukarıdaki sonuçlar, önerilen akıllı güneş enerjili cep telefonu şarj devresinin doğru ve optimal bir şekilde çalıştığını teyit edecektir.

Aşamalar inşa edilmeli, test edilmeli, adım adım onaylanmalı ve daha sonra birlikte entegre edilmelidir.