Obvod nabíjačky solárnych mobilných telefónov

Tento článok komplexne pojednáva o obvode nabíjačky inteligentných solárnych článkov založených na MPPT. O nápad požiadal jeden z vášnivých čitateľov tohto blogu.

Technické špecifikácie

Som študent posledného ročníka elektrickej a elektroniky. Mojím posledným rokom projektu je inteligentná solárna nabíjačka pre mobilné telefóny. Dúfal som, že mi pán pomôže, ako urobiť solárnu nabíjačku inteligentnou.

Niečo, na čo som narazil, bolo použitie používateľského rozhrania, napríklad použitie viedlo k informovaniu používateľa, či je slnečné žiarenie dostatočné na nabitie nabíjačky alebo niečo podobné. Nie som si však istý, ako bude obvod vyzerať a aké komponenty sú potrebné. Dúfajúc v pomoc od pána.

Rozmýšľal som nad použitím užívateľského rozhrania, aby bola solárna nabíjačka „inteligentná“. S funkciou informujúcou používateľa, či je množstvo slnečného žiarenia dostatočné na efektívne nabíjanie. Napríklad, ak je svetelné žiarenie príliš nízke, bude užívateľ informovaný prostredníctvom rozsvietenej LED alebo displeja.

A keď je solárna nabíjačka úplne nabitá, rozsvieti sa LED dióda, ktorá informuje používateľa, že solárna nabíjačka je pripravená na použitie.

To je to, o čom som doteraz premýšľal, pane. Ale nie som si istý ich zložitosťou, preto som otvorený akýmkoľvek novým návrhom na vylepšenie tohto dizajnu.

Tiež som si prečítal niekoľko článkov na blogu pána týkajúcich sa mppt. Nie som si istý, či by som mal zvážiť ich doplnenie do tohto návrhu, pretože nie som oboznámený so zložitosťou budovania tohto okruhu.

Mám vyvinúť a prenosná inteligentná solárna nabíjačka pre mobilné telefóny . Preto som zvážil použitie používateľského rozhrania na informovanie používateľov ako „inteligentnú“ metódu. Dúfam, že mi pane pomôže s vývojom tohto obvodu. Som tiež otvorený všetkým novým návrhom, pane.

Ďakujem za vašu rýchlu spätnú väzbu a skutočne si vážim vašu pomoc, pane.

Majte sa krásne, pane.

Dizajn

Pokiaľ ide o vyššie uvedený obvod inteligentnej solárnej nabíjačky, návrh možno rozdeliť do troch základných etáp:

1) MOSFET založený prevodník dolárov etapa.

2) astabilné štádium IC 555 a

3) operačný zosilňovač založený solárny sledovač MPPT etapa.

Fázy sú navrhnuté tak, aby fungovali nasledujúcim spôsobom:

Buck prevodník v zásade pozostáva z P-kanálového mosfetu, diódy s rýchlou odozvou a induktora. Tento stupeň je zahrnutý kvôli dosiahnutiu požadovaného množstva zostupného napätia s maximálnou účinnosťou, pretože straty vo forme tepla a ďalších parametrov sú pri použití buckovej topológie minimálne.

Fáza IC 555

Stupeň IC 555 je upravený tak, aby generoval frekvenciu pre mosfet prevodníka buck a tiež ako regulátor konštantného napätia prostredníctvom jeho ovládacieho kolíka5. BJT na svojom pin5 základe a vypne frekvenciu prevodníka buck zakaždým, keď dostane základný spúšťací signál buď z fázy sledovača zosilňovača alebo zo spätnej väzby nastavenej cez výstup prevodníka buck cez predvoľbu 10k.

Keď prídu do stupňa operačného zosilňovača, jeho vstupy možno vidieť nakonfigurované tak, že potenciál na invertujúcom vstupe IC zostáva o štipku vyšší ako jeho neinvertujúci vstup v dôsledku prítomnosti troch vypadávajúcich diód 1N4148.

10k predvoľba je nastavená tak, aby pri špičkovom napätí bolo vzorkové solárne napätie na kolíku 2 udržiavané len na hodnote nižšej ako napájacie napätie na kolíku 7, čo je nevyhnutné, pretože vstupný napájač by nemal byť vyšší ako napájacie napätie IC podľa štandardných pravidiel a špecifikácie IC.

Vo vyššie uvedenej situácii je výstupný kolík 6 operačného zosilňovača udržiavaný na nulovom potenciáli kvôli potenciálu tienidla nižšieho ako pin3 ako pin2.

MPPT optimalizácia

Za optimálnych podmienok zaťaženia, keď je špecifikácia zaťažovacieho napätia porovnateľná s hodnotami napätia solárneho panelu, panel automaticky pracuje s maximálnou účinnosťou a sledovač operačného zosilňovača zostáva nečinný, avšak v prípade, že je zaznamenané neprekonateľné alebo nekompatibilné zaťaženie preťažením, má napätie panela sklon aby ste sa dostali dole s úrovňou napätia záťaže.

Situácia sa sleduje na pin2, ktorý tiež zaznamenáva úmerný pokles napätia, ale potenciál na pin3 zostáva pevný a nepohnutý z dôvodu prítomnosti kondenzátora 10uF, až do okamihu, keď má potenciál pin2 tendenciu klesnúť pod pokles 3 diódy nastavený na pin3 . Pin3 teraz začína byť svedkom rastúceho potenciálu ako pin2, ktorý okamžite spôsobí maximum na pin6 IC.

Vyššie uvedená najvyššia hodnota na pin6 vysiela spúšť na základni tranzistora BC547 umiestneného na pin5 IC555. Toto prinúti astabilitu, aby sa sama vypla a výstup buck, čo na druhej strane spôsobí, že záťaž bude neúčinná a obnoví normálnosť cez panel a fázu sledovača zosilňovača ... cyklus sa rýchlo prepína a zaisťuje optimalizované napätie pre záťaž, ako aj optimalizované zaťaženie panelu tak, aby jeho napätie nikdy nekleslo pod kritickú zónu „kolena“.

Induktor v prevodnom stupni môže byť zostrojený pomocou 22 magnetických vodičov SWG s približne 20 závitmi na akomkoľvek vhodnom feritovom jadre.

Predvoľba 10k sa môže použiť na prispôsobenie buckového napätia na požadované úrovne podľa špecifikácií záťaže.

Ako nastaviť obvod

Po zostavení je možné vyššie uvedenú inteligentnú solárnu nabíjačku nastaviť pomocou nasledujúcich postupov:

1) Na výstup nepripájajte žiadnu záťaž.

2) Pripojte externý jednosmerný prúd (veľmi nízky prúd) na vstup obvodu, do ktorého má byť panel zapojený. Tento jednosmerný prúd by mal byť na úrovni približne rovnajúcej sa vybraným parametrom špičkového napätia panelu.

3) Upravte 10k predvoľbu operačného zosilňovača tak, aby potenciál na pin2 bol o niečo nižší ako potenciál na pin7 IC.

4) Ďalej upravte ďalších 10 000 predvolieb tak, aby výstup z prevodníka buck produkoval napätie, ktoré sa rovná plánovanému hodnoteniu záťaže. Ak je to mobilný telefón, ktorý je potrebné nabiť, môže byť napätie nastavené na 5V, pre lítium-iónový článok môže byť nastavené na 4,2V a tak ďalej.

4) Nakoniec pripojte fiktívnu záťaž, ktorá môže mať menovité prevádzkové napätie oveľa menšie ako vstupný prúd, ale vyššie prúdové zaťaženie ako vstupný prúd .... a skontrolovať celkovú odozvu obvodu.

Obvod musí produkovať tieto výsledky:

Keď je napájanie pin6 spojené s pin5 BJT na IC 555, DC by nemalo vykazovať pokles o viac ako 2V, ako je jeho skutočná veľkosť. To znamená, že ak je vstupný DC 15 V a zaťaženie 6 V, je možné pozorovať pokles na vstupnom DC nepresahujúci 13 V.

Naopak, s odpojeným pinom 6 musí tento spadnúť a vyrovnať sa v súlade s napätím záťaže, to znamená, že ak je DC 15V a záťaž 6V, je možné vidieť pokles DC na 6V.

Vyššie uvedené výsledky by potvrdili správne a optimálne fungovanie navrhovaného obvodu nabíjačky inteligentných solárnych článkov.

Etapy musia byť zostavené, testované, krok za krokom potvrdené a potom navzájom integrované.