AVT5598 - 12V 태양광 충전기
태양광 모듈은 점점 더 저렴해지고 있어 점점 더 대중화되고 있습니다. 예를 들어 시골집이나 전자 기상 관측소에서 배터리를 충전하는 데 성공적으로 사용할 수 있습니다. 설명된 장치는 매우 넓은 범위에 걸쳐 변하는 입력 전압으로 작동하도록 구성된 충전 컨트롤러입니다. 사이트, 캠프장 또는 캠프장에서 유용할 수 있습니다.
1. 태양열 충전기의 개략도
시스템은 완충 모드, 즉 납산 배터리(예: 젤)를 충전하는 데 사용됩니다. 설정 전압에 도달한 후 충전 전류가 떨어지기 시작합니다. 결과적으로 배터리는 항상 대기 모드에 있습니다. 충전기의 공급 전압은 4 ... 25V 내에서 달라질 수 있습니다.
강한 햇빛과 약한 햇빛을 모두 사용할 수 있어 하루 충전 시간이 크게 늘어납니다. 충전 전류는 입력 전압에 크게 의존하지만 이 솔루션은 단순히 태양광 모듈의 초과 전압을 제한하는 것보다 장점이 있습니다.
충전기 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 34063. DC 전원은 저렴하고 잘 알려진 MC5A 시스템을 기반으로 하는 SEPIC 토폴로지 컨버터입니다. 일반적인 키 역할을 합니다. 비교기(핀 1,25)에 공급되는 전압이 너무 낮으면 내장 트랜지스터 스위치가 일정한 충전 및 주파수로 작동하기 시작합니다. 이 전압이 기준 전압(일반적으로 XNUMXV)을 초과하면 작동이 중지됩니다.
출력 전압을 높이거나 낮출 수 있는 SEPIC 토폴로지 컨버터는 키잉 신호의 패딩을 변경할 수 있는 컨트롤러를 훨씬 더 자주 사용합니다. 이 역할에서 MC34063A를 사용하는 것은 드문 솔루션이지만 프로토타입 테스트에서 알 수 있듯이 이 애플리케이션에는 충분합니다. 또 다른 기준은 MC34063A의 경우 PWM 컨트롤러보다 훨씬 저렴한 가격이었다.
병렬 연결된 두 개의 커패시터 C1, C2는 태양광 모듈과 같은 전원 공급 장치의 내부 저항을 줄이는 데 사용됩니다. 병렬 연결은 저항 및 인덕턴스와 같은 결과적인 기생 매개변수를 줄입니다. 저항 R1은 이 프로세스의 전류를 약 0,44A로 제한하는 데 사용됩니다. 전류가 더 높으면 집적 회로가 과열될 수 있습니다. 커패시터 C3은 작동 주파수를 약 80kHz로 설정합니다.
컨버터가 매우 넓은 전압 범위에서 작동할 수 있도록 인덕터 L1 및 L2와 커패시터 C4-C6의 결과 커패시턴스가 선택됩니다. 커패시터의 병렬 연결은 결과적인 ESR 및 ESL을 줄이기로 되어 있었습니다.
다이오드 LED1은 컨트롤러의 기능을 테스트하는 데 사용됩니다. 그렇다면 전압의 가변 성분이 코일 L2에 증착되며, 이는 이 다이오드의 글로우로 관찰할 수 있습니다. S1 버튼을 누르면 켜지는데, 항상 무심코 빛나지 않도록 합니다. 저항 R3은 전류를 약 2mA로 제한하고 D1은 과도한 턴오프 전압으로 인한 고장으로부터 LED 다이오드를 보호합니다. 저항 R4가 추가되어 낮은 전류 소비 및 낮은 전압에서 더 나은 컨버터 안정성을 제공합니다. L2 코일이 부하에 제공하는 에너지의 일부를 흡수합니다. 효율성에 영향을 미치지만 작습니다. 이를 통해 흐르는 전류의 유효 값은 몇 밀리암페어에 불과합니다.
커패시터 C8 및 C9는 다이오드 D2를 통해 공급되는 리플 전류를 부드럽게 합니다. 저항 분배기 R5-R7은 출력 전압을 약 13,5V로 설정하며, 이는 버퍼 작동 중 12V 겔 배터리 단자의 올바른 전압입니다. 이 전압은 온도에 따라 약간 변해야 하지만 시스템을 단순하게 유지하기 위해 이 사실을 생략했습니다. 이 저항 분배기는 연결된 배터리를 항상 로드하므로 가능한 가장 높은 저항을 가져야 합니다.
커패시터 C7은 비교기에서 볼 수 있는 전압 리플을 줄이고 피드백 루프의 응답을 늦춥니다. 이것이 없으면 배터리가 분리될 때 출력 전압이 전해 커패시터의 안전한 값을 초과할 수 있습니다. 이 커패시터를 추가하면 시스템이 때때로 키 전환을 중지합니다.
충전기는 89 × 27mm 치수의 단면 인쇄 회로 기판에 장착되며, 조립 다이어그램은 그림 XNUMX에 나와 있습니다. 그림 2. 모든 요소가 스루홀 하우징에 있어 납땜 인두에 대한 경험이 많지 않은 사람들에게도 큰 도움이 됩니다. 스위치 트랜지스터에 대한 연결 저항이 증가하기 때문에 IC 소켓을 사용하지 않는 것이 좋습니다.
2. 태양광 충전기 설치도
올바르게 조립된 장치는 즉시 작동 준비가 되며 시운전이 필요하지 않습니다. 제어의 일부로 입력에 일정한 전압을 적용하고 4 ... 20V의 주어진 범위에서 조절하여 출력에 연결된 전압계의 판독값을 관찰할 수 있습니다. 약 18 ... 13,5V 범위에서 톱니 모양을 변경해야 합니다. 첫 번째 값은 커패시터 충전과 관련이 있으며 중요하지 않지만 13,5V에서 변환기가 다시 작동해야 합니다.
충전 전류는 입력 전류가 약 0,44A로 제한되기 때문에 입력 전압의 전류 값에 따라 달라집니다. 측정 결과 배터리 충전 전류는 50mA의 전압에서 약 4mA(0,6V)에서 약 20A.A까지 변하는 것으로 나타났습니다. V. 저항 R1을 높이면 이 값을 줄일 수 있습니다. 이 값은 때때로 소용량 배터리(2Ah)에 권장됩니다.
충전기는 공칭 전압이 12V인 태양광 모듈과 함께 작동하도록 조정되었습니다. 최대 20 ... 22V의 전압이 낮은 전류 소비로 출력에 존재할 수 있으므로 25V의 전압에 적합한 커패시터가 설치됩니다 변환기의 입력에서 손실이 너무 커서 배터리가 거의 충전되지 않습니다.
충전기를 최대한 활용하려면 10W 이상의 전력을 가진 모듈을 연결하십시오. 더 적은 전력으로 배터리도 충전되지만 더 느립니다.
구성 요소 목록:
저항기:
R1: 0,68옴/1W
R2: 180옴/0,25W
R3: 6,8kΩ/0,25W
R4: 2,2kΩ/0,25W
R5: 68kΩ/0,25W
R6: 30kΩ/0,25W
R7: 10kΩ/0,25W
커패시터:
C1, C2, C8, C9: 220μF/25V
C3: 330pF(세라믹)
C4… C6: 2,2μF/50V(MKT R = 5mm)
C7: 1μF/50V(모놀리식)
반도체 :
D1: 1H4148
D2: 1H5819
LED1: 5mm LED(예: 녹색)
US1: MC34063A(DIP8)
другие :
J1, J2: ARK2/5mm 커넥터
L1, L2: 초크 220uH(수직)
S1: 마이크로 스위치 6×6/13mm
