Zero Drop LDO Solar Charger Devresi

Makalede, kullanıcı tercihine göre birçok farklı şekilde değiştirilebilen mikro denetleyicisiz basit bir düşük bırakma LDO veya sıfır damla solar şarj devresi tartışılmaktadır. Devre, mikro denetleyiciye bağlı değildir ve bir uzman tarafından bile oluşturulabilir.

Zero Drop Charger Nedir

Sıfır damla solar şarj cihazı, güneş panelinden gelen voltajın, direnç veya yarı iletken paraziti nedeniyle voltajda herhangi bir düşüşe uğramadan bataryaya ulaşmasını sağlayan bir cihazdır. Buradaki devre, ekli güneş panelinden minimum voltaj düşüşü sağlamak için anahtar olarak bir MOSFET kullanır.

Ayrıca devre, diğer sıfır damla şarj cihazı tasarımlarına göre belirgin bir avantaja sahiptir, panelin en yüksek verimlilik bölgesinde çalışmasına izin verildiğinden paneli gereksiz yere şöntlemez.

Benim tasarladığım bu yeni devre fikri ile bu özelliklere nasıl ulaşılabileceğini anlayalım.

En Basit LDO Devresi

İşte ilgilenen herhangi bir hobisi tarafından dakikalar içinde oluşturulabilecek en basit LDO solar şarj cihazı örneği.

Bu devreler pahalı yerine etkili bir şekilde kullanılabilir. Schottky diyotlar, güneş enerjisinin yüke eşdeğer bir sıfır damla transferi elde etmek için.

Sıfır damla LDO anahtarı olarak bir P kanallı MOSFET kullanılır. Zener diyot, MOSFET'i 20 V'un üzerindeki yüksek güneş paneli voltajlarından korur. 1N4148, MOSFET'i ters güneş paneli bağlantısından korur. Böylece, bu MOSFET LDO, ters polarite koşullarından tamamen korunur ve aynı zamanda pilin ortada herhangi bir voltaj düşürmeden şarj olmasını sağlar.

N kanallı bir versiyon için aşağıdaki varyantı deneyebilirsiniz.

Op Amperleri Kullanma

Otomatik kesme özelliğine sahip bir sıfır damla şarj cihazı oluşturmak istiyorsanız, bunu aşağıda gösterildiği gibi bir karşılaştırıcı olarak kablolanmış bir op amp kullanarak uygulayabilirsiniz. Bu tasarımda, IC'nin ters çevirmeyen pimi, R3 ve R4 tarafından yapılan bir voltaj bölücü aşaması aracılığıyla voltaj sensörü olarak konumlandırılır.

Önerilen sıfır düşme voltaj regülatörü şarj devresi şemasına atıfta bulunarak, ana aktif bileşenler olarak bir opamp ve bir mosfetten oluşan oldukça basit bir konfigürasyon görüyoruz.

Ters çevirme pimi, R2 ve zener diyot kullanılarak referans giriş olarak her zamanki gibi teçhiz edilmiştir.

Şarj edilecek bataryanın 12V batarya olduğu varsayıldığında, R3 ve R4 arasındaki bağlantı, bağlı panelin açık devre gerilimi olabilecek belirli bir optimal giriş gerilimi seviyesinde 14.4V üretecek şekilde hesaplanır.

Gösterilen giriş terminallerine güneş voltajı uygulandığında, mosfet R1 yardımıyla başlar ve sonunda R3 / R4 bağlantısına ulaşan tahliye kablosunun tüm voltajına izin verir.

Voltaj seviyesi burada anında algılanır ve ayarlanan 14,4V'den yüksek olması durumunda, opamp çıkışını yüksek bir potansiyele açar.

Bu işlem, mosfet'i anında KAPALI konuma getirerek, daha fazla voltajın boşalımına ulaşmasına izin verilmemesini sağlar.

Bununla birlikte, süreçte voltaj şimdi R3 / R4 bağlantısı boyunca 14.4V işaretinin altına düşme eğilimindedir ve bu da yine opamp çıkışının düşük olmasını ve ardından mosfet'i AÇIK konuma getirmesini ister.

Yukarıdaki anahtarlama hızlı bir şekilde tekrarlanmaya devam eder ve bu da akü terminallerine beslenen çıkışta sabit bir 14.4V ile sonuçlanır.

Mosfet kullanımı, güneş panelinden neredeyse sıfır damla çıkışı sağlar.

D1 / C1, IC besleme pinlerine sabit bir beslemeyi sürdürmek ve sürdürmek için sunulmuştur.

Şönt tipi regülatörlerden farklı olarak, burada güneş panelinden gelen aşırı voltaj, güneş panelinin sıfır yüklenmesini sağlayan ve MPPT durumu gibi en verimli koşullarda çalışmasını sağlayan panel KAPALI konuma getirilerek kontrol edilir.

Mikro denetleyicisiz LDO solar şarj devresi, bir otomatik kesme ve aşırı akım sınırı özellikleri eklenerek kolayca yükseltilebilir.

Devre şeması

NOT: LÜTFEN IC'NİN 7. PİNİNİ DOĞRUDAN GÜNEŞ PANELİNİN (+) TERMİNALİNE BAĞLAYIN, AKSİ TAKDİRDE DEVRE ÇALIŞMAYACAKTIR. GÜNEŞ PANELİ GERİLİMİ 18 V'DEN YÜKSEKSE LM321 KULLANIN.

Parça listesi

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = gerekli bağlantı voltajını sabitlemek için çevrimiçi bir potansiyel bölücü hesaplayıcı kullanın
• D2 = 1N4148
• C1 = 10 uF / 50V
• C2 = 0.22uF
• Z1 = seçilen pil aşırı şarj seviyesinden çok daha düşük olmalıdır
• IC1 = 741
• Mosfet = pil AH ve güneş voltajına göre.

N-Channel MOSFET'i kullanma

Önerilen düşük bırakma, bir N-kanal MOSFET kullanılarak da etkili bir şekilde uygulanabilir. aşağıda belirtildiği gibi:

NOT: LÜTFEN IC'NİN PİN # 4'Ü DOĞRUDAN GÜNEŞ PANELİNİN (-) TERMİNALİNE BAĞLAYIN, AKSİ TAKDİRDE DEVRE ÇALIŞMAYA DEVAM EDECEKTİR. PANEL ÇIKIŞI 18 V'DEN YÜKSEKSE 741 YERİNE LM321 KULLANIN.

Mevcut Kontrol Özelliği Ekleme

Yukarıdaki ikinci diyagram, opampın ters çevirme girişine basitçe bir BC547 transistör aşaması ekleyerek yukarıdaki tasarımın bir akım kontrol özelliği ile nasıl yükseltilebileceğini göstermektedir.

R5, 100 ohm gibi herhangi bir düşük değerli direnç olabilir.

R6, aşağıdaki formül kullanılarak ayarlanabilen, aküye izin verilen maksimum şarj akımını belirler:

R (Ohm) = 0.6 / I, burada bağlı pilin optimum şarj oranı (amper).

Tamamlanan Solar sıfır damla akü şarj cihazı devresi:

'Jrp4d' önerisine göre, yukarıda açıklanan tasarımların düzgün çalışması için bazı ciddi değişiklikler gerekiyordu. Kesinleşmiş, düzeltilmiş çalışma tasarımlarını aşağıda gösterilen diyagramlar aracılığıyla sundum:

'Jrp4d'ye göre:

Merhaba - Mosfets (voltaj kontrol devreleri) ile uğraşıyorum ve voltajdaki hattın hedef akü voltajından sadece birkaç volt büyük olduğu durumlar dışında her iki devrenin de çalışacağını düşünmüyorum. Hat girişinin bataryadan çok daha fazla olduğu herhangi bir şey için mosfet sadece kontrol devresi onu kontrol edemediği için gerçekleştirecektir.

Her iki devrede de aynı sorun, P-kanalı ile op-amp, kapıyı kapatmak için yeterince yükseğe süremez (bir gönderi tarafından görüldüğü gibi) - sadece hat voltajını doğrudan bataryadan geçirir. N kanal versiyonunda op-amp, geçidi yeterince düşük süremez, çünkü yan taraftaki -ve hattından daha yüksek bir voltajda çalışır.

Her iki devrenin de, op-amp tarafından kontrol edilen, voltajda tam hatta çalışan bir sürüş cihazına ihtiyacı vardır.

Yukarıdaki öneri geçerli ve doğru görünüyor. Yukarıdaki sorunu düzeltmenin en basit yolu, opamp IC'nin Pin # 7'yi doğrudan güneş panelinin (+) ile bağlamaktır. Bu sorunu anında çözecektir!

Alternatif olarak, yukarıdaki tasarımlar aşağıda gösterilen şekilde aynı şekilde değiştirilebilir:

NPN BJT veya N-kanallı mosfet kullanarak:

LDO'nun çalışması onaylandıktan sonra D1 diyotu çıkarılabilir

Yukarıdaki şekilde, NPN güç transistörü bir TIP142 veya bir IRF540 mosfet olabilir ..... ve lütfen gerekli olmadığı için D1'i kaldırın

PNP transistörünü veya P-mosfet'i kullanma

Çalışma onaylandıktan sonra D1 diyotu çıkarılabilir

Yukarıdaki şekilde, güç transistörü bir TIP147 veya bir IRF9540 mosfet olabilir, R1 ile ilişkili transistör bir BC557 transistörü olabilir ...... ve lütfen gerekli olmadığı için D1'i çıkarın.

LDO solar şarj cihazı devresi nasıl kurulur

Bu çok kolay.

1. Mosfet tarafına herhangi bir besleme bağlamayın.
2. Pili değişken bir güç kaynağı girişiyle değiştirin ve şarj edilmesi gereken pilin şarj düzeyine ayarlayın.
3. Şimdi, LED kapanıncaya kadar pin2 ön ayarını dikkatlice ayarlayın .... ön ayarı ileri geri hareket ettirin ve LED yanıtını kontrol edin, buna uygun şekilde AÇIK / KAPALI yanıp sönmesi gerekir, sonunda ön ayarı LeD'nin tamamen kapandığı bir noktaya ayarlayın .... ön ayarı mühürleyin.
4. Sıfır damla solar şarj cihazınız hazır ve ayarlandı.

Yukarıdakileri, mosfet tarafında çok daha yüksek bir giriş voltajı uygulayarak onaylayabilirsiniz, daha önce sizin tarafınızdan ayarlanmış olan mükemmel düzenlenmiş voltaj seviyesini üreten pil tarafı çıkışını bulacaksınız.