Bộ điều khiển năng lượng mặt trời

Sơ đồ của bộ sạc 12V hiệu quả (bộ điều khiển năng lượng mặt trời), với bảo vệ pin khỏi điện áp thấp, được đưa ra.

Thông số kỹ thuật của thiết bị

Tiêu thụ năng lượng nhàn rỗi thấp
Mạch được thiết kế cho pin axit chì nhỏ đến trung bình và tiêu thụ một lượng nhỏ dòng điện (5 mA) ở chế độ không tải. Điều này làm tăng tuổi thọ pin.

Các thành phần dễ dàng truy cập Thiết bị sử dụng các thành phần thông thường (không phải là SMD) có thể dễ dàng tìm thấy trong các cửa hàng. Không có gì cần phải được flash, điều duy nhất bạn sẽ cần là một vôn kế và một nguồn năng lượng có thể điều chỉnh để cấu hình mạch.

Phiên bản mới nhất của thiết bị.
Đây là phiên bản thứ ba của thiết bị, do đó, nó đã sửa hầu hết các lỗi và thiếu sót đã có trong các phiên bản trước của bộ sạc.

Điều chỉnh điện áp
Thiết bị sử dụng bộ điều chỉnh điện áp song song để điện áp pin không vượt quá định mức, thường là 13,8 Vôn.

Bảo vệ
thiếu điện áp Bộ điều khiển ngắt kết nối pin nếu điện áp xuống dưới một điểm nhất định (có thể điều chỉnh), thường là 10,5 V

Hầu hết các bộ sạc năng lượng mặt trời sử dụng một diode Schottky để bảo vệ chống rò rỉ pin cho bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Một bộ điều chỉnh điện áp shunt được sử dụng khi pin được sạc đầy.
Một trong những vấn đề với cách tiếp cận này là sự mất mát trên diode và do đó, hệ thống sưởi của nó. Ví dụ, một bảng điều khiển năng lượng mặt trời 100 watt, 12V, cung cấp pin cho pin, mức giảm điện áp ở diode Schottky sẽ là 0,4V, tức là tản điện sẽ vào khoảng 3,2 watt. Đây là một mất mát, và thứ hai, một diode sẽ cần một bộ tản nhiệt để loại bỏ nhiệt. Vấn đề là nó sẽ không hoạt động để giảm sụt áp, một số điốt được kết nối song song sẽ làm giảm dòng điện, nhưng sự sụt giảm điện áp này sẽ vẫn còn. Trong sơ đồ dưới đây, mosfet được sử dụng thay cho điốt thông thường, do đó, năng lượng chỉ bị mất trên điện trở hoạt động (tổn thất điện trở).
Để so sánh, trong bảng điều khiển 100 W, khi sử dụng mosfet IRFZ48 (KP741A), tổn thất điện năng chỉ là 0,5 W (trên Q2). Điều này có nghĩa là ít nhiệt hơn và nhiều năng lượng hơn cho pin. Một điểm quan trọng khác là mosfet có hệ số nhiệt độ dương và có thể được kết nối song song để giảm điện trở ở trạng thái bật.

Sơ đồ trên sử dụng một cặp giải pháp tùy chỉnh.

Sạc

Một diode không được sử dụng giữa bảng điều khiển năng lượng mặt trời và tải, thay vào đó, có một mosfet Q2. Các diode trong mosfet cung cấp dòng điện từ bảng điều khiển đến tải. Nếu một điện áp đáng kể xuất hiện trên Q2, thì bóng bán dẫn Q3 mở ra, tụ điện C4 được tích điện, khiến cho op-amp U2c và U3b mở opfet Q2. Bây giờ, sự sụt giảm điện áp được tính theo định luật Ohm, tức là I * R, và nó nhỏ hơn nhiều so với nếu có một diode ở đó. Tụ C4 được xả định kỳ qua điện trở R7 và đóng cửa Q2. Nếu dòng điện chạy từ bảng điều khiển, thì EMF tự cảm ứng của cuộn cảm L1 ngay lập tức làm cho Q3 mở. Điều này xảy ra rất thường xuyên (nhiều lần trong một giây). Trong trường hợp khi dòng điện đi vào bảng điều khiển năng lượng mặt trời, Q2 đóng cửa và Q3 không mở, bởi vì diode D2 giới hạn EMF tự cảm ứng của cuộn cảm L1. Diode D2 có thể được đánh giá cho 1A hiện tại,

Tông đơ VR1 đặt điện áp tối đa. Khi điện áp vượt quá 13,8V, bộ khuếch đại hoạt động U2d sẽ mở mosfet Q1 và đầu ra từ bảng điều khiển ngắn gọn trên mặt đất. Ngoài ra, U3b oper vô hiệu hóa Q2, v.v. bảng điều khiển bị ngắt kết nối từ tải. Điều này là cần thiết bởi vì Q1, ngoài bảng điều khiển năng lượng mặt trời, còn rút ngắn thời gian tải và pin.

Quản lý mosfet kênh N

Để điều khiển các mosfet Q2 và Q4, cần có điện áp cao hơn so với điện áp được sử dụng trong mạch. Đối với điều này, op-amp U2 với một dây nối điốt và tụ điện tạo ra điện áp VH tăng. Điện áp này được sử dụng để cấp nguồn cho U3, đầu ra sẽ được tăng điện áp. Một bó U2b và D10 cung cấp sự ổn định điện áp đầu ra ở 24 volt. Với điện áp này, sẽ có điện áp ít nhất là 10V thông qua nguồn cổng của bóng bán dẫn, do đó tản nhiệt sẽ nhỏ.
Thông thường, mosfet kênh N có điện trở thấp hơn nhiều so với kênh P, đó là lý do tại sao chúng được sử dụng trong sơ đồ này.

Bảo vệ điện áp

Mosfet Q4, một U3a hoạt động với một dây điện trở và tụ điện bên ngoài, được thiết kế để bảo vệ chống lại điện áp thấp. Ở đây Q4 được sử dụng không chuẩn. Diode Mosfet cung cấp một dòng điện liên tục đến pin. Khi điện áp cao hơn mức tối thiểu đã đặt, mosfet sẽ mở, cho phép giảm điện áp nhẹ khi sạc pin, nhưng điều quan trọng hơn là nó cho phép dòng điện truyền từ pin sang tải nếu pin mặt trời không thể cung cấp đủ năng lượng đầu ra. Cầu chì bảo vệ chống ngắn mạch ở phía tải.

Dưới đây là hình ảnh của sự sắp xếp của các yếu tố và bảng mạch in.

Thiết lập thiết bị

Trong quá trình sử dụng bình thường của thiết bị, không nên cắm jumper J1! LED D11 được sử dụng để điều chỉnh. Để định cấu hình thiết bị, kết nối nguồn điện có thể điều chỉnh với "tải" thiết bị đầu cuối.

Cài đặt bảo vệ giảm điện áp
Chèn jumper J1.
Trong đơn vị nguồn, đặt điện áp đầu ra thành 10,5V.
Xoay điện trở điều chỉnh VR2 ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi đèn LED D11 sáng lên.
Bật VR2 một chút theo chiều kim đồng hồ cho đến khi đèn LED tắt.
Lấy ra jumper J1.

Đặt điện áp tối đa
Trong nguồn điện, đặt điện áp đầu ra thành 13.8V.
Xoay điện trở điều chỉnh VR1 theo chiều kim đồng hồ cho đến khi đèn LED D9 tắt.
Từ từ xoay VR1 ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi đèn LED D9 sáng lên.

Bộ điều khiển được cấu hình. Đừng quên lấy ra jumper J1!

Nếu sức mạnh của toàn bộ hệ thống là nhỏ, thì mosfet có thể được thay thế bằng IRFZ34 rẻ hơn. Và nếu hệ thống mạnh hơn, thì mosfet có thể được thay thế bằng IRFZ48 mạnh hơn.

Đề án thảo luận trên diễn đàn

Danh sách các yếu tố vô tuyến

Chỉ định	Loại	Mệnh giá	Số lượng	Lưu ý	Cửa hàng
U1	IC điện áp tham chiếu	LM336-2,5	1		Tìm kiếm nguồn
U2	Bộ khuếch đại hoạt động	LM324	1		Tìm kiếm nguồn
U3	Bộ khuếch đại hoạt động	LM58	1		Tìm kiếm nguồn
Quý 1, quý 2, quý 4	Transitor Mosfet	IRFZ44	3	KP723A	Tìm kiếm nguồn
Quý 3	Transitor lưỡng cực	BC327	1	KT685A	Tìm kiếm nguồn
D1	Diode Schottky	1.5KE16	1		Tìm kiếm nguồn
Đ2, D4	Diode Schottky	1N5819	2	KDSh2105V	Tìm kiếm nguồn
D3, D5-D8, D10	Diode chỉnh lưu	1N4148	6	KD522A	Tìm kiếm nguồn
D9, D11	Đèn LED		2		Tìm kiếm nguồn
C1, C3	Tụ điện	1000 FF 25 V	2		Tìm kiếm nguồn
C2, C4-C7	Tụ điện	100 nF	5		Tìm kiếm nguồn
C9	Tụ điện	100 FF 35 V	1		Tìm kiếm nguồn
C8, C10, C12	Tụ điện	10 FF 25 V	3		Tìm kiếm nguồn
C11	Tụ điện	1 nF	1		Tìm kiếm nguồn
R 1, R9, R11, R16, R19	Điện trở	10 giờ	5		Tìm kiếm nguồn
R2, R10	Điện trở	56 kΩ	2		Tìm kiếm nguồn
R3	Điện trở	1 giờ	1		Tìm kiếm nguồn
R4, R12	Điện trở	2,2 megohms	2		Tìm kiếm nguồn
R5, R8, R13-R15, R18	Điện trở	100 kOhm	6		Tìm kiếm nguồn
R6	Điện trở	4,7 kOhm	1		Tìm kiếm nguồn
R7	Điện trở	1 megohm	1		Tìm kiếm nguồn
R17, R20	Điện trở	2,2 kOhm	2		Tìm kiếm nguồn
VR1, VR2	Điện trở tông đơ	10 đến	2		Tìm kiếm nguồn
L1	Van tiết lưu	25 vòng dây 1 mm trên lõi của T68-52A	1		Tìm kiếm nguồn
F1	Cầu chì	25 A	1		Tìm kiếm nguồn
ST1-ST3	Thiết bị đầu cuối	2 chân	3		Tìm kiếm nguồn
J1	Đầu nối	PLS-2	1		Tìm kiếm nguồn
	Ắc quy ô tô		1		Tìm kiếm nguồn
	Bảng điều khiển năng lượng mặt trời		1		Tìm kiếm nguồn

^{Tải xuống danh sách các mục (PDF)}

Bài viết gốc

Tệp đính kèm:

• solar_controll.rar (75 Kb)