AVT5598 – Ngarkues diellor 12V

Modulet fotovoltaike po bëhen më të lira dhe për këtë arsye po bëhen më të njohura. Ato mund të përdoren me sukses për të ngarkuar bateritë, për shembull, në një shtëpi të vendit ose në një stacion elektronik të motit. Pajisja e përshkruar është një kontrollues ngarkimi i përshtatur për të punuar me një tension hyrës që ndryshon në një gamë shumë të gjerë. Mund të jetë i dobishëm në vend, në një vend kampi ose kampi.

1. Skema skematike e karikuesit diellor

Sistemi përdoret për të ngarkuar një bateri me acid plumbi (për shembull, xhel) në modalitetin buffer, d.m.th. pas arritjes së tensionit të caktuar, rryma e karikimit fillon të bjerë. Si rezultat, bateria është gjithmonë në modalitetin e gatishmërisë. Tensioni i furnizimit të ngarkuesit mund të ndryshojë brenda 4 ... 25 V.

Aftësia për të përdorur dritën e fortë dhe të dobët të diellit rrit ndjeshëm kohën e karikimit në ditë. Rryma e karikimit varet shumë nga voltazhi i hyrjes, por kjo zgjidhje ka përparësi ndaj thjesht kufizimit të tensionit të tepërt nga moduli diellor.

Qarku i karikuesit është paraqitur në fig. 1. Burimi i energjisë DC është një konvertues i topologjisë SEPIC i bazuar në sistemin e lirë dhe të mirënjohur MC34063A. Punon në rolin tipik të çelësit. Nëse voltazhi i furnizuar në krahasues (pin 5) është shumë i ulët, ndërprerësi i integruar i tranzitorit fillon të funksionojë me një mbushje dhe frekuencë konstante. Funksionimi ndalon nëse ky tension tejkalon tensionin e referencës (zakonisht 1,25 V).

Konvertuesit e topologjisë SEPIC, të aftë për të ngritur dhe ulur tensionin e daljes, shumë më shpesh përdorin kontrollorë që mund të ndryshojnë mbushjen e sinjalit të kyçjes. Përdorimi i MC34063A në këtë rol është një zgjidhje e rrallë, por - siç tregohet nga testimi i prototipit - i mjaftueshëm për këtë aplikacion. Një tjetër kriter ishte çmimi, i cili në rastin e MC34063A është dukshëm më i ulët se ai i kontrollorëve PWM.

Dy kondensatorë C1 dhe C2 të lidhur paralelisht përdoren për të reduktuar rezistencën e brendshme të një furnizimi me energji elektrike siç është një modul fotovoltaik. Lidhja paralele redukton parametrat parazitarë që rezultojnë si rezistenca dhe induktiviteti. Rezistenca R1 përdoret për të kufizuar rrymën e këtij procesi në rreth 0,44 A. Rryma më e lartë mund të shkaktojë mbinxehje të qarkut të integruar. Kondensatori C3 vendos frekuencën e funksionimit në rreth 80 kHz.

Induktorët L1 dhe L2 dhe kapaciteti që rezulton i kondensatorëve C4-C6 zgjidhen në mënyrë që konverteri të mund të funksionojë në një gamë shumë të gjerë tensioni. Lidhja paralele e kondensatorëve është dashur të zvogëlojë ESR dhe ESL që rezulton.

Dioda LED1 përdoret për të testuar funksionalitetin e kontrolluesit. Nëse po, atëherë përbërësi i ndryshueshëm i tensionit depozitohet në spiralen L2, i cili mund të vërehet nga shkëlqimi i kësaj diode. Ndizet duke shtypur butonin S1 në mënyrë që të mos shkëlqejë pa kuptim gjatë gjithë kohës. Rezistenca R3 e kufizon rrymën e saj në rreth 2 mA dhe D1 mbron diodën LED nga prishja e shkaktuar nga tensioni i tepërt i fikjes. Rezistenca R4 shtohet për stabilitet më të mirë të konvertuesit në konsum të ulët të rrymës dhe tension të ulët. Thith një pjesë të energjisë që spiralja L2 i jep ngarkesës. Ndikon në efikasitetin, por është i vogël - vlera efektive e rrymës që rrjedh përmes saj është vetëm disa miliamps.

Kondensatorët C8 dhe C9 zbutin rrymën e valëzimit të furnizuar përmes diodës D2. Ndarësi rezistues R5-R7 vendos tensionin e daljes në afërsisht 13,5 V, që është tensioni i duhur në terminalet e baterisë xhel 12 V gjatë funksionimit të tamponit. Ky tension duhet të ndryshojë pak me temperaturën, por ky fakt është hequr për ta mbajtur sistemin të thjeshtë. Ky ndarës i rezistencës ngarkon baterinë e lidhur gjatë gjithë kohës, kështu që duhet të ketë rezistencën më të lartë të mundshme.

Kondensatori C7 zvogëlon valën e tensionit të parë nga krahasuesi dhe ngadalëson përgjigjen e ciklit të reagimit. Pa të, kur bateria shkëputet, voltazhi i daljes mund të kalojë vlerën e sigurt për kondensatorët elektrolitikë, d.m.th., ikja. Shtimi i këtij kondensatori bën që sistemi të ndalojë herë pas here ndërrimin e çelësit.

Ngarkuesi është montuar në një tabelë qark të printuar të njëanshëm me dimensione 89 × 27 mm, diagrami i montimit të të cilit është paraqitur në Fig. figura 2. Të gjithë elementët janë në strehë me vrima, gjë që është një ndihmë e madhe edhe për njerëzit që nuk kanë shumë përvojë me një hekur saldimi. Unë sugjeroj të mos përdorni një prizë IC sepse kjo do të rrisë rezistencën e lidhjeve me tranzistorin e ndërprerësit.

2. Diagrami i instalimit të karikuesit diellor

Një pajisje e montuar siç duhet është menjëherë e gatshme për funksionim dhe nuk kërkon ndonjë vënie në punë. Si pjesë e kontrollit, mund të aplikoni një tension konstant në hyrjen e tij dhe ta rregulloni atë në një interval të caktuar prej 4 ... 20 V, duke respektuar leximet e një voltmetri të lidhur me daljen. Ajo duhet të ndryshojë dhëmbin e sharrës në intervalin prej afërsisht 18 ... 13,5 V. Vlera e parë lidhet me ngarkimin e kondensatorëve dhe nuk është kritike, por në 13,5 V konverteri duhet të funksionojë përsëri.

Rryma e karikimit varet nga vlera aktuale e tensionit të hyrjes, pasi rryma hyrëse është e kufizuar në afërsisht 0,44 A. Matjet kanë treguar se rryma e karikimit të baterisë varion nga afërsisht 50 mA (4 V) në afërsisht 0,6 A.A në një tension prej 20 V. Ju mund ta zvogëloni këtë vlerë duke rritur rezistencën R1, e cila ndonjëherë këshillohet për bateritë me kapacitet të vogël (2 Ah).

Ngarkuesi është përshtatur për të punuar me një modul fotovoltaik me një tension nominal prej 12 V. Tensionet deri në 20 ... 22 V mund të jenë të pranishëm në daljet e tij me konsum të ulët të rrymës, prandaj, instalohen kondensatorë të përshtatur me tensionin 25 V. në hyrje të konvertuesit.Humbjet janë aq të mëdha saqë bateria me vështirësi karikohet.

Për të përfituar plotësisht nga karikuesi, lidhni një modul me fuqi 10 W ose më shumë. Me më pak energji, bateria gjithashtu do të ngarkohet, por më ngadalë.

Lista e përbërësve:

Rezistenca:

R1: 0,68 ohms/1 vat

R2: 180 ohms/0,25 vat

R3: 6,8 kΩ / 0,25 W

R4: 2,2 kΩ / 0,25 W

R5: 68 kΩ / 0,25 W

R6: 30 kΩ / 0,25 W

R7: 10 kΩ / 0,25 W

Kondensatorët:

C1, C2, C8, C9: 220 μF/25 V

C3: 330 pF (qeramike)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1 μF/50 V (monolit.)

Gjysmëpërçuesit:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: LED 5 mm, p.sh. jeshile

US1: MC34063A (DIP8)

tjeter:

J1, J2: Lidhës ARK2/5mm

L1, L2: Mbytje 220uH (vertikale)

S1: mikroçelës 6×6/13mm