AVT5598 - 12V Eguzki-kargagailua

Modulu fotovoltaikoak gero eta merkeagoak dira eta, beraz, ezagunagoak dira. Arrakastaz erabil daitezke bateriak kargatzeko, adibidez, baserri batean edo estazio meteorologiko elektroniko batean. Deskribatutako gailua karga kontrolagailu bat da, oso eremu zabalean aldatzen den sarrerako tentsio batekin lan egiteko egokitua. Erabilgarria izan daiteke gunean, kanpaleku edo kanpaleku batean.

1. Eguzki-kargagailuaren eskema

Sistema berun-azido bateria bat (adibidez, gel) buffer moduan kargatzeko erabiltzen da, hau da. ezarritako tentsiora iritsi ondoren, karga-korrontea jaisten hasten da. Ondorioz, bateria beti egoteko moduan dago. Kargagailuaren hornidura-tentsioa 4 ... 25 V-en artean alda daiteke.

Eguzki-argi indartsua eta ahula erabiltzeko gaitasunak nabarmen handitzen du eguneko kargatzeko denbora. Karga-korrontea sarrerako tentsioaren menpe dago, baina irtenbide honek abantailak ditu eguzki-moduluaren gehiegizko tentsioa mugatzea baino.

Kargagailuaren zirkuitua irudian ageri da. 1. DC elikadura iturria MC34063A sistema merke eta ezagunean oinarritutako SEPIC topologia bihurgailua da. Giltza baten rol tipikoan funtzionatzen du. Konparatzaileari (5. pin) hornitutako tentsioa baxuegia bada, integratutako transistore etengailua etengabeko betetze eta maiztasun batekin hasten da lanean. Funtzionamendua gelditzen da tentsio horrek erreferentziako tentsioa gainditzen badu (normalean 1,25 V).

SEPIC topologia-bihurgailuek, irteerako tentsioa igotzeko eta jaisteko gai direnak, askoz maizago erabiltzen dituzte teklatze-seinalearen betegarria alda dezaketen kontrolagailuak. MC34063A funtzio honetan erabiltzea ez da ohikoa den irtenbidea, baina -prototipoen probek erakusten dutenez- nahikoa da aplikazio honetarako. Beste irizpide bat prezioa izan zen, MC34063A-ren kasuan PWM kontrolagailuena baino nabarmen baxuagoa dena.

Paraleloan konektatuta dauden C1 eta C2 bi kondentsadore erabiltzen dira energia-iturri baten barne-erresistentzia murrizteko, adibidez, modulu fotovoltaiko batena. Konexio paraleloak sortzen diren parametro parasitoak murrizten ditu, hala nola erresistentzia eta induktantzia. R1 erresistentzia erabiltzen da prozesu honen korrontea 0,44 A ingurura mugatzeko. Korronte handiagoak zirkuitu integratua gehiegi berotzea eragin dezake. C3 kondentsadoreak funtzionamendu-maiztasuna 80 kHz inguru ezartzen du.

L1 eta L2 induktoreak eta ondorioz C4-C6 kondentsadoreen kapazitatea hautatzen dira, bihurgailuak tentsio-tarte oso zabalean funtziona dezan. Kondentsadoreen konexio paraleloak ondoriozko ESR eta ESL murriztea suposatzen zuen.

Diodo LED1 kontrolagailuaren funtzionaltasuna probatzeko erabiltzen da. Hala bada, tentsioaren osagai aldakorra L2 bobinan metatzen da, eta hori diodo honen dirdira ikusi daiteke. S1 botoia sakatuz pizten da, denbora guztian zentzurik gabe distira ez dadin. R3 erresistentziak bere korrontea 2 mA ingurura mugatzen du, eta D1-k LED diodoa itzaltze-tentsio handiegiak eragindako matxuretatik babesten du. R4 erresistentzia gehitzen da bihurgailuaren egonkortasun hobea izateko korronte baxuko kontsumoan eta tentsio baxuan. L2 bobinak kargari ematen dion energiaren zati bat xurgatzen du. Eraginkortasunari eragiten dio, baina txikia da - bertatik igarotzen den korrontearen balio eraginkorra miliamperio gutxikoa da.

C8 eta C9 kondentsadoreek D2 diodoaren bidez ematen den uhin-korrontea leuntzen dute. R5-R7 zatigailu erresistenteak irteerako tentsioa gutxi gorabehera 13,5V-ra ezartzen du, hau da, 12V-ko gel bateriaren terminaletan tentsio zuzena buffer funtzionamenduan. Tentsio hori tenperaturaren arabera apur bat aldatu beharko litzateke, baina datu hori baztertu egin da sistema sinplea mantentzeko. Erresistentzia banatzaile honek konektatutako bateria kargatzen du denbora guztian, beraz, ahalik eta erresistentzia handiena izan behar du.

C7 kondentsadoreak konparagailuak ikusten duen tentsio-uhindura murrizten du eta feedback-begiztaren erantzuna moteltzen du. Hori gabe, bateria deskonektatzen denean, irteerako tentsioak kondentsadore elektrolitikoen balio segurua gaindi dezake, hau da, ihesa. Kondentsadore hau gehitzeak sistemak gakoa aldatzeari uzten dio noizean behin.

Kargagailua 89 × 27 mm-ko dimentsioak dituen alde bakarreko zirkuitu inprimatu plaka batean muntatzen da, eta horren muntaketa-eskema irudian ageri da. irudia 2. Elementu guztiak zulo bidezko karkasetan daude, eta hori laguntza handia da soldadura batekin esperientzia handirik ez duten pertsonentzat ere. IC entxufea ez erabiltzea proposatzen dut, etengailuaren transistorearen konexioen erresistentzia handituko duelako.

2. Eguzki-kargagailuaren instalazio-diagrama

Behar bezala muntatutako gailua berehala funtzionatzeko prest dago eta ez du martxan jarri behar. Kontrolaren zati gisa, bere sarreran tentsio konstantea aplikatu eta 4 ... 20 V-ko tarte jakin batean erregula dezakezu, irteerara konektatutako voltmetro baten irakurketak ikusiz. Zerra hortz aldatu beharko luke gutxi gorabehera 18 ... 13,5 V-ko tartean. Lehenengo balioa kondentsadoreen kargarekin lotuta dago eta ez da kritikoa, baina 13,5 V-tan bihurgailuak berriro funtzionatu beharko luke.

Karga-korrontea sarrerako tentsioaren korronte-balioaren araberakoa da, sarrerako korrontea gutxi gorabehera 0,44 A-ra mugatzen baita. Neurriek erakutsi dute bateriaren karga-korrontea gutxi gorabehera 50 mAtik (4 V) eta gutxi gorabehera 0,6 AAra 20ko tentsioan aldatzen dela. V. Balio hori gutxitu dezakezu R1 erresistentzia handituz, batzuetan gomendagarria den edukiera txikiko baterien kasuan (2 Ah).

Kargagailua 12 V-ko tentsio nominala duen modulu fotovoltaiko batekin lan egiteko egokituta dago. 20 ... 22 V-ko tentsioak egon daitezke bere irteeretan korronte-kontsumo txikiarekin, beraz, 25 V-ko tentsiora egokitutako kondentsadoreak instalatzen dira. bihurgailuaren sarreran.Galerak hain handiak dira, bateria ia ez da kargatzen.

Kargagailuari ahalik eta etekin handiena ateratzeko, erantsi 10 W edo gehiagoko potentzia duen modulua. Potentzia gutxiagorekin, bateria ere kargatuko da, baina astiroago.

Osagaien zerrenda:

Erresistentzia:

R1: 0,68 Ohm / 1 W.

R2: 180 Ohm / 0,25 W.

R3: 6,8 kΩ / 0,25 W

R4: 2,2 kΩ / 0,25 W

R5: 68 kΩ / 0,25 W

R6: 30 kΩ / 0,25 W

R7: 10 kΩ / 0,25 W

Kondentsadoreak:

C1, C2, C8, C9: 220 μF/25 V

C3: 330 pF (zeramika)

C4…C6: 2,2 μF/50 V (MKT R = 5 mm)

C7: 1µF/50V (monolitoa)

Erdieroaleak:

D1: 1H4148

D2: 1H5819

LED1: 5 mm-ko LED, adibidez, berdea

US1:MC34063A (DIP8)

beste:

J1, J2: ARK2/5mm konektorea

L1, L2: txoke 220uH (bertikala)

S1: mikro etengailua 6×6/13mm