AVT5598 – 12V sonkraglaaier

Fotovoltaïese modules word goedkoper en word dus al hoe meer gewild. Hulle kan suksesvol gebruik word om batterye te laai, byvoorbeeld in 'n landhuis of 'n elektroniese weerstasie. Die beskryfde toestel is 'n ladingbeheerder wat aangepas is om te werk met 'n insetspanning wat oor 'n baie wye reeks wissel. Dit kan nuttig wees op die terrein, in 'n kampterrein of kampterrein.

1. Skematiese diagram van 'n sonkraglaaier

Die stelsel word gebruik om 'n loodsuurbattery (byvoorbeeld 'n jelbattery) in buffermodus te laai, m.a.w. Nadat die ingestelde spanning bereik is, begin die laaistroom daal. As gevolg hiervan is die battery altyd in bystandmodus. Die toevoerspanning van die laaier kan binne 4…25 V wissel.

Die vermoë om beide sterk en swak sonlig te gebruik, verhoog die laaityd per dag aansienlik. Die laaistroom is baie afhanklik van die insetspanning, maar hierdie oplossing het voordele bo bloot die beperking van die oortollige spanning vanaf die sonkragmodule.

Die laaierkring word in Fig. 1. Die GS-kragbron is 'n omsetter gemaak in die SEPIC-topologie, gebaseer op die goedkoop en bekende MC34063A-stelsel. Dit werk in die tipiese rol van 'n sleutel. As die spanning wat aan die vergelyker verskaf word (pen 5) te laag is, begin die ingeboude transistorskakelaar met 'n konstante vulling en frekwensie werk. Werking stop as hierdie spanning die verwysingsspanning oorskry (tipies 1,25 V).

SEPIC-omsetters, wat beide die uitsetspanning kan verhoog of verlaag, is baie meer geneig om beheerders te gebruik wat die inhoud van die sleutelsein kan verander. Die gebruik van die MC34063A in hierdie rol is nie 'n algemene oplossing nie, maar - soos prototipe toetse getoon het - is dit voldoende vir hierdie toepassing. Nog 'n maatstaf was die prys, wat in die geval van die MC34063A aansienlik laer is as dié van PWM-beheerders.

Twee kapasitors C1 en C2 wat parallel gekoppel is, word gebruik om die interne weerstand van 'n kragbron soos 'n fotovoltaïese module te verminder. Parallelle verbinding verminder die gevolglike parasitiese parameters soos weerstand en induktansie. Weerstand R1 word gebruik om die stroom van hierdie proses tot ongeveer 0,44 A te beperk. Hoër stroom kan veroorsaak dat die geïntegreerde stroombaan oorverhit. Kapasitor C3 stel die bedryfsfrekwensie op ongeveer 80 kHz.

Chokes L1 en L2 en die gevolglike kapasitansie van kapasitors C4-C6 word op so 'n manier gekies dat die omsetter in 'n baie wye spanningsreeks kan werk. Deur die kapasitors in parallel te koppel, moes die gevolglike ESR en ESL verminder het.

LED1-diode word gebruik om die funksionaliteit van die beheerder na te gaan. As dit so is, word die wisselspanningskomponent op spoel L2 neergelê, wat deur die gloed van hierdie diode waargeneem kan word. Dit word aangeskakel deur die S1-knoppie te druk sodat dit nie die hele tyd sinloos verlig nie. Resistor R3 beperk sy stroom tot ongeveer 2 mA, en D1 beskerm die LED-diode teen onklaarraking wat veroorsaak word deur oormatige afskakelspanning. Resistor R4 word bygevoeg vir beter omsetterstabiliteit by lae stroomverbruik en lae spanning. Dit absorbeer 'n deel van die energie wat spoel L2 aan die vrag verskaf. Dit beïnvloed die doeltreffendheid, maar is klein - die effektiewe waarde van die stroom wat daardeur vloei is slegs 'n paar milliampère.

Kapasitors C8 en C9 maak die rimpelings van die stroom wat deur diode D2 voorsien word, glad. Weerstandsverdeler R5-R7 stel die uitsetspanning op ongeveer 13,5 V, wat die korrekte spanning by die terminale van 'n 12 V-jelbattery is tydens bufferwerking. Hierdie spanning moet effens verskil met temperatuur, maar hierdie feit is weggelaat om die stelsel eenvoudig te hou. Hierdie weerstandverdeler laai die gekoppelde battery te alle tye, dus moet dit die hoogste moontlike weerstand hê.

Kapasitor C7 verminder die spanningsrimpeling wat deur die vergelyker waargeneem word en verminder die reaksiespoed van die terugvoerlus. Daarsonder, wanneer die battery ontkoppel is, kan die uitsetspanning die waarde wat veilig is vir elektrolitiese kapasitors oorskry, dit wil sê ontsnap. Die byvoeging van hierdie kapasitor veroorsaak dat die stelsel van tyd tot tyd ophou oorskakel.

Die laaier is gemonteer op 'n enkelsydige gedrukte stroombaanbord wat 89x27 mm meet, waarvan die samestellingsdiagram in Fig. figuur 2. Alle elemente word in omhulsels gehuisves vir deurmontering, wat 'n groot hulp is, selfs vir mense wat nie veel ondervinding het in die hantering van 'n soldeerbout nie. Ek stel voor om nie die IC-sok te gebruik nie, want dit sal die weerstand van die verbindings na die skakeltransistor verhoog.

2. Installasiediagram van die sonkraglaaier

'n Toestel wat korrek saamgestel is, is onmiddellik gereed vir gebruik en vereis geen ingebruiknemingswerk nie. As deel van die beheer kan jy 'n konstante spanning op sy inset toepas en dit reguleer in 'n gegewe reeks van 4 ... 20 V, waarneem van die lesings van die voltmeter wat aan die uitset gekoppel is. Dit behoort saagtandagtig te verander in die reeks van ongeveer 18...13,5 V. Die eerste waarde hou verband met die laai van die kapasitors en is nie krities nie, maar by 13,5 V behoort die omsetter weer te begin werk.

Die laaistroom hang af van die huidige insetspanning omdat die insetstroom beperk is tot ongeveer 0,44 A. Die batterylaaistroom is gemeet om te wissel van ongeveer 50 mA (4 V) tot ongeveer 0,6 A by 20 V. verminder hierdie waarde deur te verhoog die weerstand R1, wat soms vir klein kapasiteit batterye (2 Ah) raadsaam is.

Die laaier is aangepas om te werk met 'n fotovoltaïese module met 'n nominale spanning van 12 V. Sy terminale kan spannings van tot 20...22 V bevat met 'n lae stroomverbruik, daarom word kapasitors by die omsetterinset geïnstalleer, aangepas by die spanning gebruik by 25 V. Die verliese is so groot dat Die battery feitlik nie laai nie.

Om die laaier ten volle te benut, heg 'n module met 'n krag van 10 W of meer daaraan. Met minder krag sal die battery ook laai, maar stadiger.

Lys van komponente:

Weerstande:

R1: 0,68 ohm/1 watt

R2: 180 ohm/0,25 watt

R3: 6,8 kOhm/0,25 W

R4: 2,2 kOhm/0,25 W

R5: 68 kOhm/0,25 W

R6: 30 kOhm/0,25 W

R7: 10 kOhm/0,25 W

Kapasitors:

C1, C2, C8, C9: 220 μF/25 V

C3: 330 pF (keramiek)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1 μF/50 V (monolit.)

Halfgeleiers:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: 5 mm LED, bv. groen

US1: MC34063A(DIP8)

ander:

J1, J2: ARK2/5mm-aansluiting

L1, L2: 220uH induktor (vertikaal)

S1: mikroskakelaar 6×6/13mm