„Zero Drop LDO“ saulės įkroviklio grandinė

Straipsnyje aptariama paprasta mažo iškritimo LDO arba nulinio kritimo saulės įkroviklio grandinė be mikrovaldiklio, kurią galima modifikuoti įvairiais būdais, atsižvelgiant į vartotojo pageidavimus. Grandinė nepriklauso nuo mikrovaldiklio, ją gali sukurti net ir pasaulietis.

Kas yra nulio kritimo įkroviklis

Nulio kritimo saulės įkroviklis yra įtaisas, užtikrinantis, kad saulės kolektoriaus įtampa pasiektų akumuliatorių nepatiriant įtampos nei dėl atsparumo, nei dėl puslaidininkių trukdžių. Kontūre čia naudojamas MOSFET kaip jungiklis, užtikrinantis minimalų įtampos kritimą iš pritvirtinto saulės kolektoriaus.

Be to, grandinė turi aiškų pranašumą, palyginti su kitomis nulinio kritimo įkroviklio konstrukcijomis, ji be reikalo nemenkina skydelio, užtikrindama, kad skydui būtų leista veikti aukščiausio efektyvumo zonoje.

Supraskime, kaip šias savybes būtų galima pasiekti įgyvendinant šią mano sukurtą naują grandinės idėją.

Paprasčiausia LDO grandinė

Čia pateikiamas paprasčiausias LDO saulės įkroviklio pavyzdys, kurį bet kuris suinteresuotas mėgėjas gali pastatyti per kelias minutes.

Šios grandinės gali būti efektyviai naudojamos vietoj brangių Schottky diodai, norint gauti lygiavertį nulio kritimą saulės energijai perkelti į apkrovą.

P kanalo MOSFET naudojamas kaip nulinio kritimo LDO jungiklis. „Zener“ diodas apsaugo MOSFET nuo aukštos saulės baterijos įtampos, viršijančios 20 V. 1N4148 apsaugo MOSFET nuo atvirkštinio saulės kolektorių sujungimo. Taigi, šis „MOSFET LDO“ tampa visiškai apsaugotas nuo atvirkštinio poliškumo sąlygų ir taip pat leidžia akumuliatoriui įkrauti nenuleidžiant įtampos viduryje.

Jei naudojate N kanalo versiją, galite išbandyti šį variantą.

„Op Amps“ naudojimas

Jei jus domina statyti nulinio kritimo įkroviklį su automatinio išjungimo funkcija, galite tai naudoti naudodami op ampą, kuris yra laidinis kaip palyginamasis, kaip parodyta žemiau. Pagal šį projektą neinvertuojantis IC kaištis yra įtampos jutiklis, įtampos daliklio pakopa, pagaminta R3 ir R4.

Remdamiesi siūloma nulinio kritimo įtampos reguliatoriaus įkroviklio grandinės schema, mes matome gana paprastą konfigūraciją, susidedančią iš opampo ir mosfeto kaip pagrindinių veikliųjų medžiagų.

Invertuojantis kaištis yra įprastas, kaip ir standartinis įėjimas, naudojant R2 ir zenerio diodą.

Darant prielaidą, kad įkraunama baterija yra 12 V baterija, jungtis tarp R3 ir R4 apskaičiuojama taip, kad ji sukuria 14,4 V esant tam tikram optimaliam įėjimo įtampos lygiui, kuris gali būti prijungto skydo atviros grandinės įtampa.

Pritaikius saulės įtampą parodytuose įvesties gnybtuose, MOSFET pradeda veikti R1 pagalba ir leidžia visą įtampą per jo nutekėjimo laidą, kuris galiausiai pasiekia R3 / R4 sankryžą.

Čia iškart pastebimas įtampos lygis ir, jei jis yra didesnis nei nustatytas 14,4 V, įjungia opampo išėjimą į didelį potencialą.

Šis veiksmas akimirksniu išjungia „mosfet“, užtikrindamas, kad jokia kita įtampa nepatektų į jo nutekėjimą.

Tačiau šiuo metu įtampa linkusi nukristi žemiau 14,4 V žymės per R3 / R4 sankryžą, o tai vėl paskatina opamp išvestį eiti žemai ir savo ruožtu įjungti MOSFET.

Pirmiau minėtas perjungimas greitai kartojasi, o tai lemia pastovų 14,4 V įtampą, esantį išėjime, kuris tiekiamas į akumuliatoriaus gnybtus.

Naudojant „mosfet“, saulės kolektoriaus galia beveik netenka.

D1 / C1 įvedami palaikyti ir palaikyti pastovų tiekimą į IC tiekimo kaiščius.

Skirtingai nuo šunto tipo reguliatorių, čia perteklinė įtampa iš saulės kolektoriaus valdoma išjungiant skydą, o tai užtikrina nulinę saulės kolektoriaus apkrovą ir leidžia jam veikti efektyviausiomis sąlygomis, panašiai kaip MPPT situacijoje.

LDO saulės įkroviklio grandinę be mikrovaldiklio galima lengvai atnaujinti, pridedant automatinį išjungimą ir per didelę srovės ribą.

Grandinės schema

PASTABA: PRIDĖKITE TIESIOGIAI SUJUNGDAMI Mikrobangų krosnelės 7 PIN kodą (-) su saulės kolektoriaus (+) terminalu, KITAIP, grandinė neveiks. NAUDOKITE LM321, JEI SAULĖS PANELĖS ĮTampa yra didesnė nei 18 V.

Dalių sąrašas

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = naudokite internetinį potencialų daliklio skaičiuoklį, kad nustatytumėte reikiamą jungties įtampą
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22 uF
• Z1 = turėtų būti daug mažesnis nei pasirinkto akumuliatoriaus įkrovos lygis
• IC1 = 741
• Mosfet = pagal akumuliatoriaus AH ir saulės įtampą.

Naudojant N kanalo MOSFET

Siūlomas mažas išmetimo skaičius taip pat gali būti efektyviai įgyvendinamas naudojant N kanalo MOSFET. kaip nurodyta toliau:

PASTABA: PRIDĖKITE IC jungties Nr. 4 TIESIOGIAI SU (-) SAULĖS PANELĖS GALINIU, KITAIP, KIRTINĖ dirbs. NAUDOKITE „LM321“ vietoj 741, JEI PANELĖS IŠĖJIMAS DIDESNIS NE 18 V.

Dabartinės valdymo funkcijos pridėjimas

Antroje aukščiau pateiktoje schemoje parodyta, kaip pirmiau pateiktą dizainą galima atnaujinti naudojant dabartinę valdymo funkciją, tiesiog pridedant BC547 tranzistoriaus pakopą visoje atvirkštinėje opampo įvestyje.

R5 gali būti bet koks mažos vertės rezistorius, pvz., 100 omų.

R6 nustato didžiausią leistiną akumuliatoriaus įkrovimo srovę, kurią galima nustatyti pagal formulę:

R (omai) = 0,6 / I, kur I yra optimalus prijungtos baterijos įkrovimo greitis (amperai).

Užbaigta saulės nulio kritimo akumuliatoriaus įkroviklio grandinė:

Kaip nurodyta „jrp4d“ pasiūlyme, aukščiau paaiškintuose projektuose reikėjo rimtų pakeitimų, kad jie veiktų teisingai. Aš pateikiau užbaigtus, pataisytus darbo dizainus pagal toliau pateiktas schemas:

Pagal „jrp4d“:

Sveiki, aš kalbėjausi su „Mosfets“ (įtampos valdymo grandinėmis) ir nemanau, kad kuri nors grandinė veiks, išskyrus tuos atvejus, kai įtampos linija yra tik keliais voltais didesnė už tikslinę baterijos įtampą. Bet kur, kai linija yra daug daugiau nei baterija, „mosfet“ tiesiog atliks, nes valdymo grandinė negali jos valdyti.

Abiejose grandinėse yra ta pati problema, kai P kanalu op-amp negali varyti vartus pakankamai aukštai, kad juos išjungtų (kaip pastebėjo vienas postas) - jie tiesiog perduoda linijos įtampą tiesiai į bateriją. N kanalo versijoje op-amp negali valdyti vartų pakankamai žemai, nes jie veikia esant aukštesnei įtampai nei šone esanti -ve linija.

Abiem grandinėms reikalingas pavaros įtaisas, veikiantis visa įtampa, valdomas op-amp

Aukščiau pateiktas pasiūlymas atrodo pagrįstas ir teisingas. Paprasčiausias būdas pašalinti pirmiau nurodytą problemą yra tiesiogiai prijungti opampo IC kaištį Nr. 7 su (+). Tai akimirksniu išspręstų problemą!

Arba pirmiau minėti dizainai gali būti modifikuoti taip, kaip parodyta toliau:

Naudojant NPN BJT arba N kanalo „mosfet“:

Diodą D1 galima pašalinti patvirtinus LDO veikimą

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje NPN galios tranzistorius gali būti TIP142 arba IRF540 MOSFET ..... ir pašalinkite D1, nes to tiesiog nereikia

Naudojant PNP tranzistorių arba P-mosfet

Patvirtinus veikimą, diodą D1 galima pašalinti

Ankstesniame paveikslėlyje galios tranzistorius gali būti TIP147 arba IRF9540 „mosfet“, su R1 susijęs tranzistorius gali būti BC557 tranzistorius ...... ir pašalinkite D1, nes to tiesiog nereikia.

Kaip nustatyti LDO saulės įkroviklio grandinę

Tai labai lengva.

1. Nejunkite maitinimo šaltinio „mosfet“ pusėje.
2. Pakeiskite akumuliatorių kintamu maitinimo šaltiniu ir sureguliuokite jį pagal akumuliatoriaus, kuris turėtų būti įkrautas, įkrovimo lygį.
3. Dabar atsargiai sureguliuokite pin2 išankstinį nustatymą, kol šviesos diodas tiesiog išsijungs ... brūkštelėkite išankstinį nustatymą pirmyn ir atgal ir patikrinkite, ar šviesos diodų atsakas taip pat turėtų atitinkamai mirksėti įjungtas / išjungtas, galiausiai sureguliuokite išankstinį nustatymą iki taško, kuriame „LeD“ tiesiog visiškai išsijungia. .... užklijuokite iš anksto nustatytą.
4. Nulinio saulės įkroviklis paruoštas ir nustatytas.

Tai galite patvirtinti aukščiau, naudodami daug didesnę įėjimo įtampą „mosfet“ pusėje, rasite akumuliatoriaus pusės išėjimą, kuris sukuria puikiai reguliuojamą įtampos lygį, kurį anksčiau nustatėte jūs.