Zero Drop LDO Solar Charger Circuit

Artikkelen diskuterer en enkel LDO med lavt frafall eller nulladekretslader uten mikrokontroller som kan endres på mange forskjellige måter i henhold til brukerens preferanse. Kretsen er ikke avhengig av mikrokontroller og kan bygges selv av en lekmann.

Hva er en Zero Drop Charger

En zero drop solar charger er en enhet som sørger for at spenningen fra solcellepanelet når batteriet uten å undergå noe spenningsfall, enten på grunn av motstand eller halvlederinterferens. Kretsen her bruker en MOSFET som en bryter for å sikre minimum spenningsfall fra det tilkoblede solcellepanelet.

Videre har kretsen en tydelig fordel i forhold til andre former for null-drop-laderdesign, den skifter ikke panelet unødvendig og sørger for at panelet får lov til å operere i sin høyeste effektivitetssone.

La oss forstå hvordan disse funksjonene kan oppnås gjennom denne nye kretsideen designet av meg.

Enkleste LDO-krets

Her er et enkleste eksempel på LDO solcelle lader som kan bygges på få minutter, av enhver interessert hobbyist.

Disse kretsene kan brukes effektivt i stedet for dyre Schottky dioder, for å få en tilsvarende nulldråpeoverføring av solenergi til lasten.

En P-kanal MOSFET brukes som en nullfall LDO-bryter. Zenerdioden beskytter MOSFET mot høye solpanelspenninger over 20 V. 1N4148 beskytter MOSFET mot en omvendt solcellepanelforbindelse. Dermed blir denne MOSFET LDO fullstendig beskyttet mot omvendte polaritetsforhold og lar også batteriet lades uten å slippe spenning i midten.

For en N-kanalversjon kan du prøve følgende variant.

Bruke Op Amps

Hvis du er interessert i å lage en nullfallslader med automatisk avskjæringsfunksjon, kan du bruke denne ved hjelp av en op-amp som er koblet til som en komparator som vist nedenfor. I denne utformingen er den ikke-inverterende pinnen til IC posisjonert som spenningssensoren via et spenningsdelertrinn laget av R3 og R4.

Med henvisning til det foreslåtte nulldiagnetisk spenningsregulatorens ladesystem, ser vi en ganske grei konfigurasjon bestående av en opamp og en mosfet som de viktigste aktive ingrediensene.

Den inverterende tappen er som vanlig rigget som referanseinngangen ved hjelp av R2 og zenerdioden.

Forutsatt at batteriet som skal lades er et 12V batteri, beregnes krysset mellom R3 og R4 slik at det produserer 14,4V ved et visst optimalt inngangsspenningsnivå som kan være åpen kretsspenning på det tilkoblede panelet.

Ved påføring av solspenningen ved de viste inngangsterminalene, starter mosfet ved hjelp av R1 og tillater hele spenningen over avløpsledningen som til slutt når R3 / R4-krysset.

Spenningsnivået registreres øyeblikkelig her, og hvis det i tilfelle er høyere enn den innstilte 14.4V, slår OPAM-utgangen PÅ til et høyt potensial.

Denne handlingen slår øyeblikkelig AV mosfetten og sørger for at ingen ytterligere spenning får lov til å renne.

Imidlertid har spenningen nå en tendens til å falle under 14,4V-merket over R3 / R4-krysset, som igjen ber om at opamp-utgangen blir lav og i sin tur slår på mosfet.

Ovennevnte bytte gjentas raskt, noe som resulterer i en konstant 14,4V ved utgangen som mates til batteripolene.

Bruken av mosfet sikrer et nesten null fall fra solcellepanelet.

D1 / C1 er introdusert for å opprettholde og opprettholde en konstant forsyning til IC-forsyningspinnene.

I motsetning til regulatorer av shunt-typen styres overskytende spenning fra solcellepanelet ved å slå AV panelet, noe som sikrer nullbelastning av solcellepanelet og lar det fungere under de mest effektive forholdene, akkurat som en MPPT-situasjon.

LDO-soladekretsen uten mikrokontroller kan enkelt oppgraderes ved å legge til en automatisk avstenging og en overstrømningsfunksjon.

Kretsdiagram

MERKNAD: KOBL TIL PIN-KODEN 7 AV ICEN DIREKT MED (+) TERMINALEN PÅ SOLPANELEN Ellers vil ikke kretsløpet fungere. BRUK LM321 HVIS SOLPANELSPENNINGEN ER HØYERE ENN 18 V.

Deleliste

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = bruk en online potensiell skillekalkulator for å fikse den nødvendige kryssspenningen
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22 uF
• Z1 = skal være mye lavere enn det valgte batteriet over ladningsnivå
• IC1 = 741
• Mosfet = i henhold til batteriets AH og solspenningen.

Bruke N-Channel MOSFET

Det foreslåtte lave frafallet kan også implementeres effektivt ved hjelp av en N-kanal MOSFET. som angitt nedenfor:

MERKNAD: KOBL TIL PIN-KODEN 4 AV ICEN DIREKT MED (-) TERMINALEN PÅ SOLPANELET, Ellers vil kretsløpet fortsette å fungere. BRUK LM321 I stedet for 741 HVIS PANELUTGANGEN ER HØYERE ENN 18 V.

Legge til en nåværende kontrollfunksjon

Det andre diagrammet ovenfor viser hvordan designen ovenfor kan oppgraderes med en strømstyringsfunksjon ved ganske enkelt å legge til et BC547-transistortrinn over den inverterende inngangen til opampen.

R5 kan være en hvilken som helst motstand med lav verdi, for eksempel en 100 ohm.

R6 bestemmer den maksimalt tillatte ladestrømmen til batteriet som kan stilles inn ved hjelp av formelen:

R (Ohm) = 0,6 / I, hvor jeg er den optimale ladningshastigheten (ampere) til det tilkoblede batteriet.

Avsluttet Solar zero drop batteriladerkrets:

I henhold til forslaget om 'jrp4d' de ovennevnte forklarte designene trengte noen alvorlige modifikasjoner for å fungere riktig. Jeg har presentert de endelige, korrigerte arbeidsdesignene for det samme gjennom nedenstående diagrammer:

I følge 'jrp4d':

Hei - Jeg har rotet meg med Mosfets (spenningskontrollkretser), og jeg tror ikke at noen av kretsene vil fungere bortsett fra når linjen i spenningen er bare noen få volt stor enn målbatterispenningen. For alt der linjen er mye mer enn batteriet, vil mosfet bare lede fordi kontrollkretsen ikke kan kontrollere det.

I begge kretsene er det samme problemet, med P-kanal kan op-amp ikke kjøre porten høyt nok til å slå den av (som observert av ett innlegg) - den fører bare linjespenningen rett gjennom batteriet. I N-kanalversjonen kan ikke forsterkeren kjøre porten lavt nok fordi den fungerer ved en høyere spenning enn -ve-linjen på siden.

Begge kretsene trenger en kjøreenhet som opererer ved full spenningslinje, styrt av op-amp

Forslaget ovenfor ser gyldig og riktig ut. Den enkleste måten å rette opp problemet ovenfor er å koble pin nr. 7 på opamp IC med (+) på solcellepanelet direkte. Dette vil umiddelbart løse problemet!

Alternativt kan designene ovenfor modifiseres på samme måte som vist nedenfor:

Ved hjelp av NPN BJT eller N-channel mosfet:

Dioden D1 kan fjernes når virkningen av LDO er bekreftet

I figuren ovenfor kan NPN-strømtransistoren være en TIP142, eller en IRF540 mosfet ..... og vær så snill å fjerne D1, da det ganske enkelt ikke er nødvendig

Ved hjelp av PNP-transistor eller P-mosfet

Dioden D1 kan fjernes når arbeidet er bekreftet

I figuren ovenfor kan effekttransistoren være en TIP147 eller en IRF9540 mosfet, transistoren assosiert med R1 kan være en BC557-transistor ...... og vær så snill å fjerne D1 da det rett og slett ikke er nødvendig.

Hvordan sette opp LDO-solkretsen

Det er veldig lett.

1. Ikke koble til noe på mosfetsiden.
2. Bytt ut batteriet med en variabel strømforsyningsinngang, og juster det til ladningsnivået til batteriet som skal lades.
3. Juster nå pin2-forhåndsinnstillingen forsiktig til LED-en bare slås av ... vri forhåndsinnstillingen frem og tilbake og sjekk LED-responsen, den skal også blinke PÅ / AV tilsvarende, juster til slutt forhåndsinnstillingen til et punkt der LED bare slår seg helt av .... forsegle forhåndsinnstillingen.
4. Zero-drop-laderen din er klar og satt.

Du kan bekrefte det ovennevnte ved å bruke en mye høyere inngangsspenning på mosfet-siden. Du vil finne utgangen på batterisiden som gir det perfekt regulerte spenningsnivået som du tidligere hadde angitt.