AVT5598 – 12V päikeselaadija

Fotogalvaanilised moodulid muutuvad odavamaks ja seetõttu populaarsemaks. Neid saab edukalt kasutada näiteks maakodus või elektroonilises ilmajaamas akude laadimiseks. Kirjeldatud seade on laadimiskontroller, mis on kohandatud töötama väga laias vahemikus varieeruva sisendpingega. See võib olla kasulik kohapeal, laagriplatsil või laagriplatsil.

1. Päikeselaadija skemaatiline diagramm

Süsteemi kasutatakse pliiaku (näiteks geeli) laadimiseks puhverrežiimis, st. pärast seatud pinge saavutamist hakkab laadimisvool langema. Selle tulemusena on aku alati ooterežiimis. Laadija toitepinge võib varieeruda vahemikus 4...25 V.

Võimalus kasutada nii tugevat kui ka nõrka päikesevalgust pikendab oluliselt laadimisaega päevas. Laadimisvool sõltub suuresti sisendpingest, kuid sellel lahendusel on eelised lihtsalt päikesemooduli ülepinge piiramise ees.

Laadija ahel on näidatud joonisel fig. 1. Alalisvoolu toiteallikaks on SEPIC topoloogiamuundur, mis põhineb odaval ja tuntud MC34063A süsteemil. See toimib tüüpilises võtmerollis. Kui komparaatorile antav pinge (kontakt 5) on liiga madal, hakkab sisseehitatud transistori lüliti töötama pideva täitmise ja sagedusega. Töö peatub, kui see pinge ületab võrdluspinge (tavaliselt 1,25 V).

SEPIC-topoloogiamuundurid, mis on võimelised nii väljundpinget tõstma kui ka langetama, kasutavad palju sagedamini kontrollereid, mis võivad muuta võtmesignaali polsterdust. MC34063A kasutamine selles rollis on harv lahendus, kuid – nagu näitas prototüübi testimine – on selle rakenduse jaoks piisav. Teiseks kriteeriumiks oli hind, mis MC34063A puhul on oluliselt madalam kui PWM-kontrolleritel.

Toiteallika, näiteks fotogalvaanilise mooduli, sisemise takistuse vähendamiseks kasutatakse kahte paralleelselt ühendatud kondensaatorit C1 ja C2. Paralleelühendus vähendab tekkivaid parasiitparameetreid, nagu takistus ja induktiivsus. Takisti R1 kasutatakse selle protsessi voolu piiramiseks umbes 0,44 A. Suurem vool võib põhjustada integraallülituse ülekuumenemise. Kondensaator C3 seab töösageduseks umbes 80 kHz.

Induktiivpoolid L1 ja L2 ning sellest tulenev kondensaatorite C4-C6 mahtuvus on valitud selliselt, et muundur saaks töötada väga laias pingevahemikus. Kondensaatorite paralleelühendus pidi vähendama tekkivat ESR-i ja ESL-i.

Dioodi LED1 kasutatakse kontrolleri funktsionaalsuse testimiseks. Kui jah, siis pinge muutuv komponent ladestub mähisele L2, mida saab jälgida selle dioodi kumaga. See lülitub sisse, vajutades nuppu S1, et see kogu aeg mõttetult ei helendaks. Takisti R3 piirab oma voolu umbes 2 mA-ni ja D1 kaitseb LED-dioodi liigsest väljalülituspingest põhjustatud rikke eest. Takisti R4 on lisatud, et tagada muunduri parem stabiilsus madalal voolutarbimisel ja madalal pingel. See neelab osa energiast, mille L2 mähis koormusele annab. See mõjutab efektiivsust, kuid on väike - seda läbiva voolu efektiivne väärtus on vaid paar milliamprit.

Kondensaatorid C8 ja C9 siluvad dioodi D2 kaudu toidetavat pulsatsioonivoolu. Takistusjagaja R5-R7 seab väljundpingeks ligikaudu 13,5 V, mis on puhvertöö ajal õige pinge 12 V geelaku klemmidel. See pinge peaks veidi muutuma sõltuvalt temperatuurist, kuid see asjaolu on süsteemi lihtsana hoidmiseks välja jäetud. See takistijagaja koormab ühendatud akut kogu aeg, seega peaks sellel olema võimalikult suur takistus.

Kondensaator C7 vähendab võrdlusseadme poolt nähtavat pinge pulsatsiooni ja aeglustab tagasisideahela reaktsiooni. Ilma selleta võib aku lahtiühendamisel väljundpinge ületada elektrolüütkondensaatorite ohutut väärtust, st põgeneda. Selle kondensaatori lisamine lõpetab süsteemi aeg-ajalt võtme vahetamise.

Laadija on paigaldatud ühepoolsele trükkplaadile mõõtmetega 89 × 27 mm, mille montaažiskeem on näidatud joonisel fig. 2 joonis. Kõik elemendid on läbiva auguga korpustes, mis on suureks abiks ka inimesele, kel jootekolbiga palju kogemusi pole. Soovitan mitte kasutada IC-pesa, kuna see suurendab lüliti transistori ühenduste takistust.

2. Päikeselaadija paigaldusskeem

Õigesti kokkupandud seade on koheselt töövalmis ega vaja kasutuselevõttu. Juhtimise osana saate selle sisendile rakendada konstantset pinget ja reguleerida seda etteantud vahemikus 4 ... 20 V, jälgides väljundiga ühendatud voltmeetri näitu. See peaks muutma saehammast vahemikus umbes 18 ... 13,5 V. Esimene väärtus on seotud kondensaatorite laadimisega ega ole kriitiline, kuid 13,5 V juures peaks muundur uuesti tööle.

Laadimisvool sõltub sisendpinge vooluväärtusest, kuna sisendvool on piiratud ligikaudu 0,44 A-ga. Mõõtmised on näidanud, et aku laadimisvool varieerub ligikaudu 50 mA (4 V) kuni ligikaudu 0,6 A.A pingel 20 A. V. Saate seda väärtust vähendada, suurendades takistust R1, mis on mõnikord soovitatav väikese mahutavusega akude (2 Ah) puhul.

Laadija on kohandatud töötama fotogalvaanilise mooduliga, mille nimipinge on 12 V. Selle väljunditel võib madala voolutarbega pinge olla kuni 20 ... 22 V, seetõttu paigaldatakse 25 V pingele kohandatud kondensaatorid. muunduri sisendis.Kaod on nii suured, et akut peaaegu ei laeta.

Laadija täielikuks kasutamiseks ühendage moodul, mille võimsus on 10 W või rohkem. Väiksema võimsusega laeb ka aku, kuid aeglasemalt.

Komponentide loend:

Takistid:

R1: 0,68 oomi / 1 W.

R2: 180 oomi / 0,25 W.

R3: 6,8 kΩ / 0,25 W

R4: 2,2 kΩ / 0,25 W

R5: 68 kΩ / 0,25 W

R6: 30 kΩ / 0,25 W

R7: 10 kΩ / 0,25 W

Kondensaatorid:

C1, C2, C8, C9: 220 μF/25 V

C3: 330 pF (keraamiline)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1 µF/50 V (monoliit)

Pooljuhid:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: 5 mm LED, nt roheline

US1:MC34063A(DIP8)

muu:

J1, J2: ARK2/5mm pistik

L1, L2: õhuklapp 220uH (vertikaalne)

S1: mikrolüliti 6×6/13mm