Solar Handy Ladekreis

Der Artikel beschreibt ausführlich eine MPPT-basierte Ladeschaltung für intelligente Solarzellen. Die Idee wurde von einem der begeisterten Leser dieses Blogs angefordert.

Technische Spezifikationen

Ich bin ein Student der Elektrotechnik und Elektronik im letzten Jahr. Mein Projekttitel für das letzte Jahr ist Smart Solar Charger für Mobiltelefone. Ich hatte gehofft, Sir kann mir helfen, wie man ein Solarladegerät intelligent macht.

Etwas, auf das ich stieß, war die Verwendung einer Benutzeroberfläche, wie z. B. die Verwendung, um den Benutzer darüber zu informieren, ob die Sonnenstrahlung ausreicht, um das Ladegerät aufzuladen, oder ähnliches. Ich bin mir aber nicht sicher, wie die Schaltung aussehen wird und welche Komponenten benötigt werden. Ich hoffe auf Hilfe von Sir.

Ich habe darüber nachgedacht, eine Benutzeroberfläche zu verwenden, um das Solarladegerät „intelligent“ zu machen. Mit einer Funktion, die den Benutzer darüber informiert, ob die Menge an Sonnenlicht für ein effizientes Laden ausreicht. Wenn beispielsweise die Lichtstrahlung zu gering ist, wird der Benutzer über eine beleuchtete LED oder einen Bildschirm informiert.

Wenn das Solarladegerät vollständig aufgeladen ist, leuchtet eine LED auf, um den Benutzer darüber zu informieren, dass das Solarladegerät betriebsbereit ist.

Das ist es, worüber ich bisher nachgedacht habe, Sir. Aber ich bin mir nicht sicher über die Komplexität, deshalb bin ich offen für neue Vorschläge zur Verbesserung dieses Designs.

Ich habe auch einige Artikel in Sirs Blog über mppt gelesen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich das in dieses Design aufnehmen sollte, da ich mit der Komplexität des Aufbaus dieser Schaltung nicht vertraut bin.

Ich soll eine entwickeln tragbares intelligentes Solarladegerät für Mobiltelefone . Daher habe ich überlegt, die Benutzeroberfläche zu verwenden, um die Benutzer als 'intelligente' Methode zu informieren. Ich hoffe, Sir kann mir bei der Entwicklung dieser Schaltung helfen. Ich bin auch offen für neue Vorschläge, Sir.

Vielen Dank für Ihr schnelles Feedback und ich schätze Ihre Unterstützung sehr, Sir.

Ich wünsche Ihnen einen schönen Tag, Sir.

Das Design

Unter Bezugnahme auf die obige intelligente Solarladeschaltung kann das Design in drei grundlegende Stufen unterteilt werden:

1) Der Mosfet basiert Abwärtswandler Bühne.

2) Das astile Stadium des IC 555 und

3) Der Opamp basiert Solartracker MPPT Bühne.

Die Stufen sind für den folgenden Betrieb ausgelegt:

Der Tiefsetzsteller besteht im Wesentlichen aus einem P-Kanal-Mosfet, einer schnell ansprechenden Diode und einer Induktivität. Diese Stufe ist enthalten, um die gewünschte Menge an abgesenkter Spannung mit maximaler Effizienz zu erreichen, da der Verlust in Form von Wärme und anderen Parametern unter Verwendung einer Buck-Topologie minimal ist.

Die IC 555 Bühne

Die IC 555-Stufe ist so aufgebaut, dass sie über ihren Steuerstift 5 eine Frequenz für den Abwärtswandler-Mosfet und auch als Konstantspannungsregler erzeugt. Der BJT an seiner Pin5-Erdung und schaltet die Frequenz des Abwärtswandlers jedes Mal ab, wenn er ein Basis-Triggersignal entweder von der Opamp-Tracker-Stufe oder von der Rückmeldung erhält, die über die 10k-Voreinstellung über den Ausgang des Abwärtswandlers eingestellt wurde.

Wenn man zur Opamp-Stufe kommt, kann man sehen, dass seine Eingänge so konfiguriert sind, dass das Potential am invertierenden Eingang des IC aufgrund des Vorhandenseins der drei 1N4148-Abfalldioden eine Prise höher bleibt als sein nicht invertierender Eingang.

Die 10k-Voreinstellung wird so eingestellt, dass bei der Spitzenspannung die Solarspannung der Probe an Pin2 nur niedriger als die Versorgungsspannung an Pin7 gehalten wird. Dies ist wichtig, da die Eingangszufuhr gemäß den Standardregeln nicht höher als die Versorgungsspannung des IC sein sollte und Spezifikationen des IC.

In der obigen Situation wird der Ausgangspin6 des Operationsverstärkers aufgrund des niedrigeren Schattenpotentials von Pin3 als Pin2 auf Nullpotential gehalten.

Die MPPT-Optimierung

Unter optimalen Lastbedingungen arbeitet das Panel automatisch mit maximaler Effizienz und der Opamp-Tracker bleibt inaktiv, wenn die Lastspannungsspezifikation mit der Nennspannung des Solarpanels übereinstimmt. Wenn jedoch eine nicht übereinstimmende oder inkompatible Überlast erfasst wird, tendiert die Panelspannung mit dem Lastspannungspegel heruntergezogen werden.

Die Situation wird an Pin2 verfolgt, der ebenfalls einen proportionalen Spannungsabfall erfährt, aber das Potential an Pin3 bleibt aufgrund des Vorhandenseins des 10uF-Kondensators fest und unbewegt, bis das Potential von Pin2 dazu neigt, unter den über Pin3 eingestellten 3-Dioden-Abfall zu fallen . Pin3 zeigt nun ein ansteigendes Potential als Pin2, wodurch an Pin6 des IC sofort ein Hoch erzeugt wird.

Das obige Hoch an Pin6 sendet einen Trigger an der Basis des BC547-Transistors, der über Pin5 des IC555 positioniert ist. Dies zwingt den Astable, sich selbst und den Buck-Ausgang abzuschalten, was wiederum die Last unwirksam macht, die Normalität über das Panel und die Opamp-Tracker-Stufe wiederherzustellen. Der Zyklus schaltet schnell weiter und gewährleistet eine optimierte Spannung für die Last sowie eine Die Belastung des Panels wurde so optimiert, dass seine Spannung niemals unter die kritische Kniezone fällt.

Der Induktor der Wandlerstufe kann unter Verwendung eines 22-SWG-Magnetdrahtes mit etwa 20 Windungen über einem geeigneten Ferritkern aufgebaut sein.

Das 10k-Preset kann verwendet werden, um die Buck-Spannung gemäß den Lastspezifikationen auf die erforderlichen Werte einzustellen.

So richten Sie die Schaltung ein

Nach dem Bau kann das oben erläuterte intelligente Solarladegerät mit den folgenden Verfahren eingestellt werden:

1) Schließen Sie keine Last am Ausgang an.

2) Legen Sie einen externen Gleichstrom (sehr niedriger Strom) an den Eingang des Stromkreises an, an dem das Panel angeschlossen werden soll. Dieser DC sollte auf einem Pegel liegen, der ungefähr den ausgewählten Spitzenspannungsspezifikationen des Panels entspricht.

3) Stellen Sie die 10k-Voreinstellung des Operationsverstärkers so ein, dass das Potential an Pin2 geringfügig niedriger wird als das Potential an Pin7 des IC.

4) Stellen Sie als nächstes die andere 10k-Voreinstellung so ein, dass der Ausgang des Tiefsetzstellers eine Spannung erzeugt, die gerade der beabsichtigten Lastspannungsbewertung entspricht. Wenn es sich um ein Mobiltelefon handelt, das aufgeladen werden muss, kann die Spannung auf 5 V eingestellt werden, für eine Li-Ionen-Zelle auf 4,2 V usw.

4) Schließen Sie abschließend eine Blindlast an, deren Betriebsspannung möglicherweise viel niedriger als der Eingangsgleichstrom, aber höher als der Eingangsgleichstrom ist. Überprüfen Sie die Gesamtreaktion des Stromkreises.

Die Schaltung muss die folgenden Ergebnisse liefern:

Wenn die Pin6-Einspeisung mit Pin5 BJT des IC 555 verbunden ist, sollte der Gleichstrom keinen Abfall von mehr als 2 V als seine tatsächliche Größe aufweisen. Das heißt, wenn der Eingangs-Gleichstrom 15 V und die Last 6 V beträgt, darf der Abfall über dem Eingangs-Gleichstrom nicht unter 13 V liegen.

Umgekehrt muss dieser bei getrenntem Pin6 fallen und sich entsprechend der Lastspannung ausrichten. Wenn also der Gleichstrom 15 V und die Last 6 V beträgt, kann der Eingangs-Gleichstrom bei 6 V abfallen.

Die obigen Ergebnisse würden eine korrekte und optimale Funktion der vorgeschlagenen intelligenten Ladeschaltung für Solarzellen bestätigen.

Die Stufen müssen gebaut, getestet, schrittweise bestätigt und dann zusammen integriert werden.