Zero Drop LDO-aurinkolaturi

Artikkelissa käsitellään yksinkertaista matalan pudotuksen LDO- tai nollapisaran aurinkolatauspiiriä ilman mikro-ohjainta, jota voidaan muokata monin eri tavoin käyttäjän mieltymysten mukaan. Piiri ei ole riippuvainen mikrokontrollerista ja sen voi rakentaa myös maallikko.

Mikä on Zero Drop Laturi

Nollapisaran aurinkolaturi on laite, joka varmistaa, että aurinkopaneelin jännite saavuttaa akun joutumatta jännitteen laskuun joko vastuksen tai puolijohdehäiriöiden takia. Tässä piirissä käytetään MOSFET-kytkintä kytkimen avulla varmistamaan pienin jännitteen pudotus liitetystä aurinkopaneelista.

Lisäksi piirillä on selvä etu muihin nollapisälaitteiden muotoihin verrattuna, se ei aiheuta paneelin tarpeetonta varmistaen, että paneelin saa toimia korkeimmalla hyötysuhteella.

Ymmärretäänkö, kuinka nämä ominaisuudet voitaisiin saavuttaa tämän uuden suunnitellun piiridean avulla.

Yksinkertaisin LDO-piiri

Tässä on yksinkertaisin esimerkki LDO-aurinkolaturista, jonka kaikki kiinnostuneet harrastajat voivat rakentaa muutamassa minuutissa.

Näitä piirejä voidaan käyttää tehokkaasti kalliiden sijasta Schottky diodit, jotta saadaan vastaava nollapisaran aurinkoenergian siirto kuormaan.

P-kanavan MOSFETia käytetään nollapisarana LDO-kytkimenä. Zener-diodi suojaa MOSFETiä korkeilta aurinkopaneelijännitteiltä, ​​jotka ovat yli 20 V. 1N4148 suojaa MOSFETiä päinvastaiselta aurinkopaneeliliitännältä. Siten tämä MOSFET LDO suojautuu täysin napaisuussuunnan vastaisilta olosuhteilta ja antaa akun myös ladata lataamatta keskijännitettä.

N-kanavan versiolle voit kokeilla seuraavaa versiota.

Op-vahvistimien käyttö

Jos olet kiinnostunut rakentamaan nollapisaran laturin automaattisella katkaisutoiminnolla, voit käyttää tätä käyttämällä op-vahvistinta, joka on kytketty vertailijana alla olevan kuvan mukaisesti. Tässä rakenteessa IC: n ei-invertoiva tappi sijoitetaan jänniteanturiksi R3: n ja R4: n tekemän jännitteenjakajan kautta.

Viitaten ehdotettuun nollapisarajännitteen säätimen laturin kytkentäkaavioon näemme melko suoraviivaisen kokoonpanon, joka koostuu opampista ja mosfetistä tärkeimpinä aktiivisina aineosina.

Kääntötappi on tavalliseen tapaan kiinnitetty kuin vertailutulo käyttämällä R2: ta ja zener-diodia.

Olettaen, että ladattava akku on 12 V: n akku, R3: n ja R4: n välinen risteys lasketaan siten, että se tuottaa 14,4 V tietyllä optimaalisella tulojännitetasolla, joka voi olla liitetyn paneelin avoimen piirin jännite.

Kun aurinkojännitettä käytetään esitetyissä tuloliittimissä, mosfet käynnistyy R1: n avulla ja sallii koko jännitteen sen tyhjennyskaapelin yli, joka lopulta saavuttaa R3 / R4-liitoksen.

Jännitetaso havaitaan tässä välittömästi ja jos se on korkeampi kuin asetettu 14,4 V, kytkee opampin lähdön suurelle potentiaalille.

Tämä toiminto kytkee mosfetin välittömästi pois päältä varmistaen, ettei sen enempää jännitettä pääse vuotamaan.

Kuitenkin prosessissa jännite pyrkii nyt putoamaan alle 14,4 V -merkin R3 / R4-risteyksessä, mikä taas kehottaa opamp-lähtöä menemään matalaksi ja vuorostaan ​​kytkemään mosfetin päälle.

Edellä mainittu kytkentä jatkuu nopeasti, mikä johtaa vakaan 14,4 V: n lähtöön, joka syötetään akun napoihin.

Mosfetin käyttö varmistaa, että aurinkopaneelista saadaan melkein nolla pudotusta.

D1 / C1 otetaan käyttöön ylläpitämään ja ylläpitämään jatkuvaa syöttöä IC-syöttötappeihin.

Toisin kuin shuntti-tyyppisissä säätimissä, tässä aurinkopaneelin ylijännitettä ohjataan kytkemällä paneeli pois päältä, mikä varmistaa aurinkopaneelin kuormituksen nollan ja antaa sen toimia tehokkaimmissa olosuhteissa, aivan kuten MPPT-tilanne.

LDO-aurinkolaturipiiri ilman mikro-ohjainta voidaan helposti päivittää lisäämällä automaattinen katkaisu ja ylivirtaominaisuudet.

Piirikaavio

HUOMAUTUS: KYTKE KYTKEMÄN KIINNIKKEEN NRO 7 suoraan aurinkopaneelin (+) liittimeen. VIRTA EI TOIMITA. KÄYTÄ LM321: tä, JOS aurinkopaneelijännite on yli 18 V.

Osaluettelo

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = käytä online-potentiaalijakajan laskinta tarvittavan liitosjännitteen vahvistamiseen
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22 uF
• Z1 = pitäisi olla paljon pienempi kuin valittu akku yli lataustason
• IC1 = 741
• Mosfet = akun AH: n ja aurinkojännitteen mukaan.

N-kanavan MOSFETin käyttö

Ehdotettu matala keskeyttäminen voidaan toteuttaa tehokkaasti myös N-kanavaisella MOSFETillä. kuten alla on osoitettu:

HUOMAUTUS: KYTKE KYTKEMMÄN KIINNIKE NRO 4 OIKEASTI AURINKAPANEELIN (-) NAPPALLE, Muussa tapauksessa virtapiiri toimii. KÄYTÄ LM321: N sijaan 741 JOS PANEELIN LÄHTÖ ON KORKEA KUIN 18 V.

Nykyisen ohjausominaisuuden lisääminen

Toinen yllä oleva kaavio osoittaa, kuinka yllä olevaa mallia voidaan päivittää nykyisellä ohjausominaisuudella lisäämällä yksinkertaisesti BC547-transistorin vaihe opampin käänteisen tulon poikki.

R5 voi olla mikä tahansa pieniarvoinen vastus, kuten 100 ohmia.

R6 määrittää suurimman sallitun akun latausvirran, joka voidaan asettaa seuraavalla kaavalla:

R (ohmia) = 0,6 / I, missä I on liitetyn akun optimaalinen latausnopeus (ampeeria).

Viimeistelty Solar zero drop -akkulaturi:

Kuten ehdotuksessa 'jrp4d', yllä selitetyt mallit tarvitsivat joitain vakavia muutoksia toimiakseen oikein. Olen esittänyt lopulliset, korjatut työmallit samoille alla olevien kuvien avulla:

Jrp4d: n mukaan:

Hei - Olen puhunut Mosfetsin kanssa (jännitteenohjauspiirit), enkä usko, että kumpikin piiri toimii, paitsi jos jännitteen linja on vain muutama volttia suurempi kuin tavoiteakun jännite. Kaikille, joissa linja on paljon enemmän kuin akku, mosfet vain johtaa, koska ohjauspiiri ei voi hallita sitä.

Molemmissa piireissä sama ongelma, kun P-kanava, op-amp-kallistus ajaa porttia riittävän korkealle sammuttaakseen sen (kuten yksi viesti havaitsee) - se vain siirtää verkkojännitteen suoraan akkuun. N-kanavan versiossa op-amp ei voi ajaa porttia tarpeeksi matalalle, koska se toimii korkeammalla jännitteellä kuin sivussa oleva -ve-linja.

Molemmat piirit tarvitsevat käyttölaitteen, joka toimii täydellä jännitteellä op-amp: n ohjaamana

Yllä oleva ehdotus näyttää pätevältä ja oikealta. Yksinkertaisin tapa korjata yllä oleva ongelma on kytkeä Opamp IC: n nasta # 7 suoraan aurinkopaneelin (+): een. Tämä ratkaisi ongelman heti!

Vaihtoehtoisesti yllä olevia malleja voitaisiin muokata samalla tavalla alla esitetyllä tavalla:

NPN BJT- tai N-kanavaisen mosfetin käyttö:

Diodi D1 voidaan poistaa, kun LDO: n toiminta on vahvistettu

Yllä olevassa kuvassa NPN-virtatransistori voi olla TIP142 tai IRF540 mosfet ... ja poista D1, koska sitä ei yksinkertaisesti tarvita

PNP-transistorin tai P-mosfetin käyttö

Diodi D1 voidaan poistaa, kun toiminta on vahvistettu

Yllä olevassa kuvassa tehotransistori voi olla TIP147 tai IRF9540 mosfet, R1: ään liittyvä transistori voi olla BC557-transistori ... ja poista D1, koska sitä ei yksinkertaisesti tarvita.

Kuinka asettaa LDO-aurinkolaturi-piiri

Se on erittäin helppoa.

1. Älä kytke mitään virtaa mosfetin puolelle.
2. Vaihda akku vaihtelevalla virtalähteellä ja säädä se ladattavan akun lataustasoon.
3. Säädä nyt pin2-esiasetusta varovasti, kunnes LED sammuu ... pyyhkäise esiasetusta edestakaisin ja tarkista, että LED-vaste sen pitäisi myös vilkkua vastaavasti PÄÄLLE / POIS, säädä lopuksi esiasetus pisteeseen, jossa LeD sammuu kokonaan kokonaan .... sulje esiasetus.
4. Nollapisaran aurinkolaturi on valmis ja asetettu.

Voit vahvistaa edellä mainitun soveltamalla paljon suurempaa tulojännitettä mosfetin puolelle. Löydät paristopuolen lähdön tuottaman täysin säädetyn jännitetason, jonka olet aiemmin asettanut.