AVT5598 – 12V günəş enerjisi şarj cihazı

Fotovoltaik modullar ucuzlaşır və buna görə də daha populyarlaşır. Onlar, məsələn, bir ölkə evində və ya elektron hava stansiyasında batareyaları doldurmaq üçün uğurla istifadə edilə bilər. Təsvir edilən cihaz, çox geniş diapazonda dəyişən bir giriş gərginliyi ilə işləmək üçün uyğunlaşdırılmış bir şarj tənzimləyicisidir. Saytda, düşərgədə və ya düşərgədə faydalı ola bilər.

1. Günəş enerjisi şarj cihazının sxematik diaqramı

Sistem qurğuşun-turşu batareyasını (məsələn, gel) tampon rejimində doldurmaq üçün istifadə olunur, yəni. müəyyən edilmiş gərginliyə çatdıqdan sonra şarj cərəyanı düşməyə başlayır. Nəticədə, batareya həmişə gözləmə rejimindədir. Şarj cihazının təchizatı gərginliyi 4 ... 25 V daxilində dəyişə bilər.

Həm güclü, həm də zəif günəş işığından istifadə etmək qabiliyyəti gündə şarj müddətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Doldurma cərəyanı giriş gərginliyindən çox asılıdır, lakin bu həll günəş modulundan həddindən artıq gərginliyi məhdudlaşdırmaqla müqayisədə üstünlüklərə malikdir.

Şarj cihazının sxemi Şəkildə göstərilmişdir. 1. DC enerji mənbəyi ucuz və tanınmış MC34063A sisteminə əsaslanan SEPIC topologiya çeviricisidir. O, tipik açar rolunda işləyir. Müqayisəyə verilən gərginlik (pin 5) çox aşağı olarsa, daxili tranzistor açarı daimi doldurma və tezlik ilə işləməyə başlayır. Bu gərginlik istinad gərginliyini (adətən 1,25 V) keçərsə, əməliyyat dayanır.

Çıxış gərginliyini həm yüksəldə, həm də endirməyə qadir olan SEPIC topologiya çeviriciləri açar siqnalının doldurulmasını dəyişdirə bilən idarəedicilərdən daha çox istifadə edirlər. MC34063A-nın bu rolda istifadəsi nadir bir həlldir, lakin - prototip testindən göründüyü kimi - bu proqram üçün kifayətdir. Başqa bir meyar, MC34063A vəziyyətində PWM nəzarətçilərindən xeyli aşağı olan qiymət idi.

Fotovoltaik modul kimi enerji təchizatının daxili müqavimətini azaltmaq üçün paralel bağlanmış iki kondansatör C1 və C2 istifadə olunur. Paralel əlaqə nəticəsində yaranan müqavimət və endüktans kimi parazitar parametrləri azaldır. Rezistor R1 bu prosesin cərəyanını təxminən 0,44A ilə məhdudlaşdırmaq üçün istifadə olunur.Daha yüksək cərəyan inteqral dövrənin həddindən artıq istiləşməsinə səbəb ola bilər. Kondansatör C3 əməliyyat tezliyini təxminən 80 kHz-ə təyin edir.

L1 və L2 induktorları və nəticədə C4-C6 kondansatörlərinin tutumu konvertorun çox geniş gərginlik diapazonunda işləyə bilməsi üçün seçilir. Kondansatörlərin paralel qoşulması nəticəsində yaranan ESR və ESL-i azaltmalı idi.

Diod LED1 nəzarətçinin funksionallığını yoxlamaq üçün istifadə olunur. Əgər belədirsə, onda gərginliyin dəyişən komponenti bu diodun parıltısı ilə müşahidə oluna bilən L2 bobinə yerləşdirilir. O, S1 düyməsini sıxaraq yanır ki, hər zaman mənasız şəkildə parlamasın. Rezistor R3 cərəyanını təxminən 2 mA ilə məhdudlaşdırır və D1 LED diodunu həddindən artıq söndürmə gərginliyi nəticəsində yaranan nasazlıqdan qoruyur. Rezistor R4 aşağı cərəyan istehlakında və aşağı gərginlikdə daha yaxşı çevirici sabitliyi üçün əlavə olunur. L2 bobinin yükə verdiyi enerjinin bir hissəsini udur. Səmərəliliyə təsir göstərir, lakin kiçikdir - ondan keçən cərəyanın effektiv dəyəri yalnız bir neçə milliamperdir.

C8 və C9 kondansatörləri D2 diodundan verilən dalğalanma cərəyanını hamarlayır. Rezistiv bölücü R5-R7 çıxış gərginliyini təqribən 13,5V-ə təyin edir, bu, tamponun işləməsi zamanı 12V gel akkumulyator terminallarında düzgün gərginlikdir. Bu gərginlik temperatura görə bir qədər dəyişməlidir, lakin sistemin sadə olması üçün bu fakt nəzərə alınmayıb. Bu rezistor bölücü hər zaman qoşulmuş batareyanı yükləyir, ona görə də o, mümkün olan ən yüksək müqavimətə malik olmalıdır.

Kondansatör C7 komparatorun gördüyü gərginlik dalğasını azaldır və əks əlaqə dövrəsinin reaksiyasını yavaşlatır. Onsuz, batareyanın əlaqəsi kəsildikdə, çıxış gərginliyi elektrolitik kondansatörlər üçün təhlükəsiz dəyəri keçə bilər, yəni. Bu kondansatörün əlavə edilməsi sistemin vaxtaşırı açarı dəyişdirməsini dayandırmasına səbəb olur.

Şarj cihazı ölçüləri 89 × 27 mm olan bir tərəfli çap dövrə lövhəsinə quraşdırılmışdır, montaj diaqramı Şəkil XNUMX-də göstərilmişdir. 2 rəsm. Bütün elementlər deşikli korpuslardadır, bu, hətta lehimləmə dəmiri ilə çox təcrübəsi olmayan insanlar üçün böyük köməkdir. Mən IC yuvasından istifadə etməməyi təklif edirəm, çünki bu keçid tranzistoruna qoşulmaların müqavimətini artıracaq.

2. Günəş enerjisi ilə doldurma qurğusunun quraşdırılması diaqramı

Düzgün yığılmış cihaz dərhal işə hazırdır və heç bir işə salınma tələb etmir. Nəzarətin bir hissəsi olaraq, onun girişinə sabit bir gərginlik tətbiq edə və çıxışa qoşulmuş bir voltmetrin oxunuşlarını müşahidə edərək, onu müəyyən bir 4 ... 20 V diapazonunda tənzimləyə bilərsiniz. Təxminən 18 ... 13,5 V aralığında mişar dişini dəyişdirməlidir. Birinci dəyər kondansatörlərin doldurulması ilə bağlıdır və kritik deyil, lakin 13,5 V-da çevirici yenidən işləməlidir.

Doldurma cərəyanı giriş gərginliyinin cari qiymətindən asılıdır, çünki giriş cərəyanı təqribən 0,44 A ilə məhdudlaşır. Ölçmələr göstərdi ki, batareyanın doldurulma cərəyanı 50 gərginlikdə təxminən 4 mA (0,6 V) ilə təxminən 20 AA arasında dəyişir. V. R1 müqavimətini artırmaqla bu dəyəri azalda bilərsiniz, bu bəzən kiçik tutumlu batareyalar (2 Ah) üçün məsləhət görülür.

Şarj cihazı nominal gərginliyi 12 V olan fotovoltaik modulla işləmək üçün uyğunlaşdırılmışdır. Onun çıxışlarında aşağı cərəyan istehlakı ilə 20 ... 22 V-a qədər gərginlik ola bilər, buna görə də 25 V gərginliyə uyğunlaşdırılmış kondansatörlər quraşdırılır. çeviricinin girişində.İtkilər o qədər yüksəkdir ki, batareya güclə doldurulur.

Şarj cihazından tam istifadə etmək üçün 10 Vt və ya daha çox gücə malik modulu birləşdirin. Daha az enerji ilə batareya da doldurulacaq, lakin daha yavaş.

Komponentlərin siyahısı:

Rezistorlar:

R1: 0,68 Ohm / 1 Vt.

R2: 180 Ohm / 0,25 Vt.

R3: 6,8 kΩ / 0,25 Vt

R4: 2,2 kΩ / 0,25 Vt

R5: 68 kΩ / 0,25 Vt

R6: 30 kΩ / 0,25 Vt

R7: 10 kΩ / 0,25 Vt

Kondansatörler:

C1, C2, C8, C9: 220μF/25V

C3: 330 pF (keramika)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1µF/50V (monolit.)

Yarımkeçiricilər:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: 5 mm LED, məsələn, yaşıl

US1: MC34063A(DIP8)

digər:

J1, J2: ARK2/5mm birləşdirici

L1, L2: Boğaz 220uH (şaquli)

S1: mikro açar 6×6/13mm