В статье обсуждается простой LDO с низким падением напряжения или схема солнечного зарядного устройства с нулевым падением напряжения без микроконтроллера, которую можно модифицировать множеством различных способов в соответствии с предпочтениями пользователя. Схема не зависит от микроконтроллера и может быть построена даже неспециалистом.
Что такое зарядное устройство Zero Drop?
Солнечное зарядное устройство с нулевым падением напряжения - это устройство, которое гарантирует, что напряжение от солнечной панели достигает батареи без какого-либо падения напряжения из-за сопротивления или полупроводниковых помех. Схема здесь использует полевой МОП-транзистор в качестве переключателя для обеспечения минимального падения напряжения от подключенной солнечной панели.
Более того, эта схема имеет явное преимущество перед другими формами зарядных устройств с нулевым падением напряжения, поскольку она не шунтирует панель без необходимости, гарантируя, что панель может работать в зоне максимальной эффективности.
Давайте разберемся, как эти функции могут быть реализованы с помощью этой новой схемы, разработанной мной.
Простейшая схема LDO
Вот простейший пример солнечного зарядного устройства LDO, который может быть построен за считанные минуты любым заинтересованным любителем.
Эти схемы можно эффективно использовать вместо дорогостоящих Шоттки диоды, для получения эквивалентной нулевой передачи солнечной энергии на нагрузку.
MOSFET с каналом P используется в качестве переключателя LDO с нулевым падением напряжения. Стабилитрон защищает полевой МОП-транзистор от высокого напряжения солнечной панели выше 20 В. 1N4148 защищает МОП-транзистор от обратного подключения солнечной панели. Таким образом, этот MOSFET LDO полностью защищен от условий обратной полярности, а также позволяет батарее заряжаться без падения напряжения в середине.
Для N-канальной версии вы можете попробовать следующий вариант.
Использование операционных усилителей
Если вы заинтересованы в создании зарядного устройства с нулевым падением напряжения с функцией автоматического отключения, вы можете применить это, используя операционный усилитель, подключенный в качестве компаратора, как показано ниже. В этой конструкции неинвертирующий вывод IC позиционируется как датчик напряжения через каскад делителя напряжения, сделанный R3 и R4.
Обращаясь к предлагаемой схеме зарядного устройства стабилизатора напряжения с нулевым падением напряжения, мы видим довольно простую конфигурацию, состоящую из операционного усилителя и МОП-транзистора в качестве основных активных ингредиентов.
Инвертирующий штифт, как обычно фальсифицированы в качестве опорного входного сигнала с использованием R2 и стабилитрон.
Предполагая, что заряжаемый аккумулятор представляет собой аккумулятор на 12 В, соединение между R3 и R4 рассчитывается таким образом, что оно выдает 14,4 В при определенном оптимальном уровне входного напряжения, которое может быть напряжением холостого хода подключенной панели.
При подаче солнечного напряжения на показанные входные клеммы МОП-транзистор запускается с помощью R1 и пропускает полное напряжение на своем выводе стока, которое, наконец, достигает перехода R3 / R4.
Здесь мгновенно измеряется уровень напряжения, и если он выше установленного 14,4 В, включается выход операционного усилителя на высокий потенциал.
Это действие мгновенно отключает МОП-транзистор, убедившись, что на его сток больше не попадет напряжение.
Однако в этом процессе напряжение теперь имеет тенденцию падать ниже отметки 14,4 В на переходе R3 / R4, что снова вызывает низкий уровень на выходе операционного усилителя и, в свою очередь, включает МОП-транзистор.
Вышеупомянутое переключение быстро повторяется, что приводит к постоянному 14,4 В на выходе, подаваемом на клеммы аккумулятора.
Использование МОП-транзистора обеспечивает практически нулевое падение мощности на солнечной панели.
D1 / C1 вводятся для поддержания и поддержания постоянного питания на выводах питания IC.
В отличие от регуляторов шунтового типа, здесь избыточное напряжение от солнечной панели контролируется путем выключения панели, что обеспечивает нулевую нагрузку на солнечную панель и позволяет ей работать в наиболее эффективных условиях, что очень похоже на ситуацию MPPT.
Схема солнечного зарядного устройства LDO без микроконтроллера может быть легко модернизирована, добавив функции автоматического отключения и ограничения по току.
Принципиальная электрическая схема
ПРИМЕЧАНИЕ: ПОЖАЛУЙСТА, ПОДКЛЮЧИТЕ КОНТАКТ № 7 ИС НАПРЯМУЮ К (+) КЛЕММУ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ, В противном случае ЦЕПЬ НЕ БУДЕТ РАБОТАТЬ. ИСПОЛЬЗУЙТЕ LM321, ЕСЛИ НАПРЯЖЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ БОЛЕЕ 18 В.
Список деталей
- R1, R2 = 10 К
- R3, R4 = используйте онлайн-калькулятор делителя потенциала для определения требуемого напряжения перехода.
- D2 = 1N4148
- C1 = 10 мкФ / 50 В
- C2 = 0,22 мкФ
- Z1 = должен быть намного ниже, чем уровень заряда выбранной батареи
- IC1 = 741
- Mosfet = в соответствии с батареей AH и солнечным напряжением.
Использование N-канального MOSFET
Предложенное низкое падение напряжения также может быть эффективно реализовано с использованием N-канального MOSFET. как указано ниже:
ПРИМЕЧАНИЕ: ПОЖАЛУЙСТА, ПОДКЛЮЧИТЕ КОНТАКТ № 4 ИС НАПРЯМУЮ К (-) РАЗЪЕМУ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ, В противном случае ЦЕПЬ ПРЕКРАЩАЕТ РАБОТУ. ИСПОЛЬЗУЙТЕ LM321 ВМЕСТО 741, ЕСЛИ МОЩНОСТЬ ПАНЕЛИ ВЫШЕ 18 В.
Добавление текущего элемента управления
Вторая диаграмма выше показывает, как вышеуказанная конструкция может быть обновлена с помощью функции управления током, просто добавив транзисторный каскад BC547 на инвертирующий вход операционного усилителя.
R5 может быть любым резистором с низким сопротивлением, например 100 Ом.
R6 определяет максимально допустимый ток зарядки аккумулятора, который можно установить по формуле:
R (Ом) = 0,6 / I, где I - оптимальная скорость зарядки (в амперах) подключенного аккумулятора.
Доработанная схема зарядного устройства Solar с нулевым падением напряжения:
Согласно предложению jrp4d, вышеупомянутые конструкции нуждались в серьезных модификациях для правильной работы. Я представил доработанные, исправленные рабочие проекты для того же самого на диаграммах ниже:
Согласно jrp4d:
Привет - я возился с Mosfets (схемами управления напряжением), и я не думаю, что какая-либо схема будет работать, за исключением тех случаев, когда напряжение линии составляет всего несколько вольт, чем целевое напряжение батареи. Для всего, где линейный вход намного больше, чем батарея, МОП-транзистор будет просто проводить, потому что схема управления не может его контролировать.
В обеих схемах одна и та же проблема: с P-каналом операционный усилитель не может поднять затвор достаточно высоко, чтобы его выключить (как видно на одном посту) - он просто передает линейное напряжение прямо через батарею. В версии с N каналом операционный усилитель не может управлять затвором на достаточно низком уровне, потому что он работает при более высоком напряжении, чем линия на стороне -ve.
Обе схемы нуждаются в приводном устройстве, работающем при полном линейном напряжении, управляемом операционным усилителем.
Вышеприведенное предложение выглядит верным и правильным. Самый простой способ решить указанную выше проблему - напрямую соединить контакт №7 микросхемы операционного усилителя с (+) контактом солнечной панели. Это мгновенно решит проблему!
В качестве альтернативы вышеуказанные конструкции могут быть изменены таким же образом, как показано ниже:
Использование NPN BJT или N-канального MOSFET:
Диод D1 может быть удален после подтверждения работы LDO.
На приведенном выше рисунке силовой транзистор NPN может быть TIP142 или IRF540 mosfet ... и, пожалуйста, удалите D1, поскольку он просто не требуется
Использование транзистора PNP или P-mosfet
Диод D1 можно удалить после подтверждения работы.
На приведенном выше рисунке силовой транзистор может быть МОП-транзистором TIP147 или IRF9540, транзистор, связанный с R1, может быть транзистором BC557 ... и, пожалуйста, удалите D1, поскольку он просто не требуется.
Как настроить схему солнечного зарядного устройства LDO
Это очень просто.
- Не подключайте питание на стороне МОП-транзистора.
- Замените аккумулятор на вход переменного тока и отрегулируйте его до уровня заряда аккумулятора, который предполагается заряжать.
- Теперь осторожно отрегулируйте предустановку pin2, пока светодиод не погаснет ... переместите предустановку взад и вперед и проверьте реакцию светодиода, он также должен мигать ВКЛ / ВЫКЛ соответственно, наконец, отрегулируйте предустановку до точки, когда светодиод просто полностью отключается .... запечатать предустановку.
- Ваше солнечное зарядное устройство с нулевым падением напряжения готово и настроено.
Вы можете подтвердить вышесказанное, применив гораздо более высокое входное напряжение на стороне МОП-транзистора, и вы обнаружите, что выход на стороне батареи обеспечивает идеально регулируемый уровень напряжения, который был ранее установлен вами.
Предыдущая статья: Схема светодиодной «галогенной» лампы для мотоциклетных фар Следующая статья: Схема солнечного повышающего зарядного устройства с диммером светодиодного драйвера
