АВТ5598 – 12В соларни пуњач

Фотонапонски модули постају све јефтинији, а самим тим и популарнији. Могу се успешно користити за пуњење батерија, на пример, у сеоској кући или електронској метеоролошкој станици. Описани уређај је контролер пуњења прилагођен за рад са улазним напоном који варира у веома широком опсегу. Може бити корисно на сајту, у кампу или кампу.

1. Шематски дијаграм соларног пуњача

Систем се користи за пуњење оловно-киселинске батерије (на пример, гел) у пуфер режиму, тј. након достизања подешеног напона струја пуњења почиње да опада. Као резултат тога, батерија је увек у режиму мировања. Напон напајања пуњача може варирати унутар 4 ... 25 В.

Могућност коришћења и јаке и слабе сунчеве светлости значајно повећава време пуњења дневно. Струја пуњења у великој мери зависи од улазног напона, али ово решење има предности у односу на једноставно ограничавање вишка напона из соларног модула.

Коло пуњача је приказано на сл. 1. Извор једносмерне струје је СЕПИЦ тополошки претварач заснован на јефтином и добро познатом систему МЦ34063А. Ради у типичној улози кључа. Ако је напон који се доводи до компаратора (пин 5) пренизак, уграђени транзисторски прекидач почиње да ради са константним пуњењем и фреквенцијом. Рад се зауставља ако овај напон премаши референтни напон (обично 1,25 В).

СЕПИЦ тополошки претварачи, способни и за подизање и снижавање излазног напона, много чешће користе контролере који могу да промене паддинг сигнала кључа. Коришћење МЦ34063А у овој улози је ретко решење, али - као што је показало тестирање прототипа - довољно за ову примену. Други критеријум је била цена, која је у случају МЦ34063А знатно нижа од цене ПВМ контролера.

Два паралелно повезана кондензатора Ц1 и Ц2 користе се за смањење унутрашњег отпора извора напајања као што је фотонапонски модул. Паралелно повезивање смањује резултујуће паразитне параметре као што су отпор и индуктивност. Отпорник Р1 се користи да ограничи струју овог процеса на око 0,44 А. Већа струја може изазвати прегревање интегрисаног кола. Кондензатор Ц3 поставља радну фреквенцију на око 80 кХз.

Индуктори Л1 и Л2 и резултујућа капацитивност кондензатора Ц4-Ц6 бирају се тако да претварач може да ради у веома широком напонском опсегу. Паралелно повезивање кондензатора требало је да смањи резултујуће ЕСР и ЕСЛ.

Диода ЛЕД1 се користи за тестирање функционалности контролера. Ако је тако, онда се променљива компонента напона таложи на калем Л2, што се може посматрати по сјају ове диоде. Укључује се притиском на дугме С1 тако да не светли све време бесмислено. Отпорник Р3 ограничава своју струју на око 2 мА, а Д1 штити ЛЕД диоду од квара узрокованог превеликим напоном искључивања. Отпорник Р4 је додат за бољу стабилност претварача при малој потрошњи струје и ниском напону. Он апсорбује део енергије коју Л2 калем даје оптерећењу. Утиче на ефикасност, али је мала - ефективна вредност струје која тече кроз њега је само неколико милиампера.

Кондензатори Ц8 и Ц9 изглађују таласну струју која се доводи кроз диоду Д2. Отпорни раздјелник Р5-Р7 поставља излазни напон на приближно 13,5 В, што је исправан напон на терминалима гел батерије од 12 В током рада бафера. Овај напон би требало мало да варира са температуром, али ова чињеница је изостављена да би систем био једноставан. Овај отпорнички разделник све време оптерећује прикључену батерију, тако да треба да има највећи могући отпор.

Кондензатор Ц7 смањује таласање напона које види компаратор и успорава одзив петље повратне спреге. Без тога, када је батерија искључена, излазни напон може премашити безбедну вредност за електролитичке кондензаторе, тј. Додавање овог кондензатора доводи до тога да систем с времена на време престане да мења кључ.

Пуњач је постављен на једнострану штампану плочу димензија 89 × 27 мм, чији је дијаграм монтаже приказан на сл. слика 2. Сви елементи су у кућиштима за отворе, што је од велике помоћи чак и за људе који немају много искуства са лемилом. Предлажем да не користите ИЦ утичницу јер ће то повећати отпор веза на транзистор прекидача.

2. Шема инсталације соларног пуњача

Правилно монтиран уређај је одмах спреман за рад и не захтева никакво пуштање у рад. Као део контроле, можете применити константан напон на његов улаз и подесити га у датом опсегу од 4 ... 20 В, посматрајући очитавања волтметра прикљученог на излаз. Требало би да промени зубац тестере у опсегу од приближно 18 ... 13,5 В. Прва вредност се односи на пуњење кондензатора и није критична, али на 13,5 В претварач би требало да поново ради.

Струја пуњења зависи од тренутне вредности улазног напона, пошто је улазна струја ограничена на приближно 0,44 А. Мерења су показала да струја пуњења батерије варира од приближно 50 мА (4 В) до приближно 0,6 АА на напону од 20 АА. В. Ову вредност можете смањити повећањем отпора Р1, што је понекад препоручљиво за батерије малог капацитета (2 Ах).

Пуњач је прилагођен за рад са фотонапонским модулом номиналног напона од 12 В. На његовим излазима могу бити присутни напони до 20 ... 22 В са малом потрошњом струје, стога су уграђени кондензатори прилагођени напону од 25 В. на улазу претварача Губици су толики да се батерија једва пуни.

Да бисте у потпуности искористили предности пуњача, повежите модул снаге од 10 В или више. Са мање снаге, батерија ће се такође пунити, али спорије.

Листа компоненти:

Отпорници:

Р1: 0,68 Охм / 1 В.

Р2: 180 Охм / 0,25 В.

Р3: 6,8 кΩ / 0,25 В

Р4: 2,2 кΩ / 0,25 В

Р5: 68 кΩ / 0,25 В

Р6: 30 кΩ / 0,25 В

Р7: 10 кΩ / 0,25 В

Кондензатори:

Ц1, Ц2, Ц8, Ц9: 220 μФ/25 В

Ц3: 330 пФ (керамика)

Ц4…Ц6: 2,2 μФ/50 В (МКТ Р = 5 мм)

Ц7: 1 μФ / 50 В (монолитни)

Полупроводници:

Д1: 1Х4148

Д2: 1Х5819

ЛЕД1: ЛЕД од 5 мм, нпр. зелена

УС1: МЦ34063А (ДИП8)

остало:

Ј1, Ј2: АРК2/5мм конектор

Л1, Л2: пригушница 220уХ (вертикална)

С1: микро прекидач 6×6/13мм