PWM-aurinkoakkulaturi

Tätä yksinkertaista, parannettua, 5 V: n nollapisaraisella PWM-aurinkokennolaturipiiriä voidaan käyttää minkä tahansa aurinkopaneelin yhteydessä matkapuhelinten tai matkapuhelinten akkujen lataamiseen nopeasti useissa numeroissa, periaatteessa piiri pystyy lataamaan minkä tahansa akun, oli se sitten litiumioni- tai lyijyhappo joka voi olla 5 V: n alueella.

TL494: n käyttäminen Buck Converteriin

Suunnittelu perustuu SMPS-buck-muuntimen topologiaan, joka käyttää IC TL 494: ää (minusta on tullut tämän IC: n suuri fani). Kiitokset 'Texas Instruments' tämän upean IC: n toimittamisesta meille.

Saatat haluta oppia lisää tästä sirusta tästä viestistä, joka selittää IC TL494: n täydellinen tietolomake

Piirikaavio

Tiedämme, että 5 V: n aurinkolaturi voidaan helposti rakentaa käyttämällä lineaarisia IC: itä, kuten LM 317 tai LM 338, saat lisätietoja tästä lukemalla seuraavat artikkelit:

Yksinkertainen aurinkolaturi

Yksinkertainen virralla ohjattu laturi

Näiden suurin haittapuoli lineaariset akkulaturit on lämmön päästö kehonsa kautta tai kotelon haihtuminen, mikä johtaa arvokkaan voiman tuhlaamiseen. Tämän ongelman takia nämä mikropiirit eivät pysty tuottamaan kuormitukselle nollapisarajännitelähtöä ja tarvitsevat aina vähintään 3 V korkeampia tuloja kuin määritetyt lähdöt.

Tässä selitetty 5 V: n laturin piiri on täysin vapaa kaikista näistä vaivoista. Opitaan, miten ehdotettu piiri saavuttaa tehokkaan toiminnan.

Viitaten yllä olevaan 5 V PWM -akkujen latauspiiriin IC TL494 muodostaa koko sovelluksen sydämen.

IC on erikoistunut PWM-prosessorin IC, jota käytetään tässä ohjaamaan buck-muunninvaihetta, joka on vastuussa korkean tulojännitteen muuntamisesta edulliseksi alemman tason lähdöksi.

Piirin tulo voi olla missä tahansa välillä 10 - 40 V, josta tulee ihanteellinen alue aurinkopaneeleille.

IC: n tärkeimpiä ominaisuuksia ovat:

Luodaan tarkka PWM-lähtö

Tarkkojen PWM: ien tuottamiseksi IC sisältää tarkan 5 V: n viitteen, joka on tehty käyttämällä bandgap-konseptia, joka tekee siitä lämpöimmuunisen. Tästä 5 V: n referenssistä, joka saavutetaan IC: n nastalla # 14, tulee perusjännite kaikille IC: n sisällä oleville ja PWM-prosessoinnista vastaaville tärkeimmille laukaisijoille.

IC koostuu parista ulostulosta, jotka voidaan konfiguroida joko värähtelemään vuorotellen totemipylväskokoonpanossa, tai molemmat kerrallaan kuten yksipäinen värähtelevä lähtö. Ensimmäinen vaihtoehto sopii push-pull-tyyppisiin sovelluksiin, kuten taajuusmuuttajiin jne.

Esillä olevassa sovelluksessa yksipäinen värähtelylähtö tulee kuitenkin suotuisammaksi ja tämä saavutetaan maadoittamalla IC: n tappi # 13, tai vaihtoehtoisesti työntövetotulon saavuttamiseksi ulostulotapa # 13 voidaan kiinnittää nastalla # 14, olemme keskustelleet tästä jo edellinen artikkeli.

IC: n lähdöt ovat erittäin hyödyllisiä ja mielenkiintoisia sisäisesti. Lähdöt päätetään kahden transistorin kautta IC: n sisällä. Nämä transistorit on järjestetty avoimen emitterin / kollektorin kanssa nastan 9/10 ja nastojen 8/11 poikki.

Positiivista lähtöä vaativissa sovelluksissa emittereitä voidaan käyttää lähtöinä, jotka ovat saatavana nastoista9 / 10. Tällaisia ​​sovelluksia varten NPN BJT tai Nmosfet konfiguroidaan normaalisti ulkoisesti vastaanottamaan positiivinen taajuus IC: n pin9 / 10: n yli.

Nykyisessä suunnittelussa, koska PNP: tä käytetään IC-lähtöjen kanssa, negatiivisesta uppoamisjännitteestä tulee oikea valinta, ja siksi pin9 / 10: n sijasta olemme liittäneet pin8 / 11: n lähtötasoon, joka koostuu PNP / NPN-hybridivaiheesta. Nämä lähdöt tarjoavat riittävän uppoamisvirran lähtöasteen virtalähteeksi ja suurvirtaisen buck-muuntimen kokoonpanon ajamiseksi.

PWM-ohjaus

PWM-toteutus, josta tulee piirin ratkaiseva näkökohta, saavutetaan syöttämällä näytteen takaisinkytkentäsignaali IC: n sisäiselle virhevahvistimelle sen ei-invertoivan tulotapin # 1 kautta.

Tämä PWM-tulo voidaan nähdä kytkettynä buck-muuntimen lähtöön potentiaalijakajan R8 / R9 kautta, ja tämä takaisinkytkentäsilmukka syöttää tarvittavat tiedot IC: lle, jotta IC pystyy tuottamaan ohjattuja PWM: itä lähtöjen yli, jotta pidä lähtöjännite tasaisesti 5 V: ssä.

Muu lähtöjännite voidaan korjata yksinkertaisesti muuttamalla R8 / R9: n arvoja omien sovellustarpeiden mukaan.

Nykyinen ohjaus

IC: ssä on kaksi virhevahvistinta, jotka on asetettu sisäisesti PWM: n ohjaamiseksi vastauksena ulkoisiin takaisinkytkentäsignaaleihin. Yhtä virhevahvistinta käytetään 5V-lähtöjen ohjaamiseen, kuten edellä on mainittu, toista virhevahvistinta käytetään lähtövirran ohjaamiseen.

R13 muodostaa virran tunnistavan vastuksen, sen yli kehittynyt potentiaali syötetään toiseen virhevahvistimen tulotappiin # 16, jota verrataan opampin toiseen tuloon asetetulla tapilla # 15 olevalla referenssillä.

Ehdotetussa mallissa se asetetaan arvoon 10 ampeeria R1 / R2: n kautta, mikä tarkoittaa, että jos lähtövirta pyrkii kasvamaan yli 10 ampeerin, nastan 16 voidaan odottaa menevän korkeammaksi kuin vertailutappi 15 aloittaen vaaditun PWM-supistumisen, kunnes virta on rajoitettu takaisin määritellyillä tasoilla.

Buck Power -muunnin

Suunnittelussa esitetty tehoaste on vakiomallinen tehonsyöttömuunnin, jossa käytetään Darlington-hybridiparitransistoreita NTE153 / NTE331.

Tämä hybridi-Darlington-vaihe vastaa PWM-ohjatulle taajuudelle IC: n pin8 / 11: stä ja käyttää buck-muunninastetta, joka koostuu suurivirta-induktorista ja suurnopeuksisesta kytkentädiodista NTE6013.

Yllä oleva vaihe tuottaa tarkan 5 V: n lähdön, joka varmistaa pienimmän hajaantumisen ja prefektin nollapisaran lähdön.

Käämi tai induktori voidaan kääriä minkä tahansa ferriittisydämen päälle käyttämällä kolmea rinnakkaista superemaloidun kuparilangan halkaisijaltaan 1 mm: n säiettä, induktanssiarvo voi olla missä tahansa lähellä 140uH ehdotetulle rakenteelle.

Siksi tätä 5 V: n aurinkokennolaturi-virtapiiriä voidaan pitää ihanteellisena ja erittäin tehokkaana aurinkolatauspiirinä kaiken tyyppisiin aurinkoakkujen lataussovelluksiin.