Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Простая схема солнечного зарядного устройства

Схема солнечного зарядного устройства, которое может быть изготовлено своими руками даже неспециалистом, базируется на микросхеме IC LM338. Основное назначение данной конструкции – преобразование солнечной энергии в электрическую – делает ее очень популярной, и может рассматриваться как вариант решения при дефиците электрической энергии.

Общеизвестно, что солнечная энергия либо используется непосредственно для питания электрооборудования, либо просто хранится в соответствующем аккумулирующем устройстве для дальнейшего потребления. Аккумуляторы, вероятно, лучший и самый эффективный способ накопления электрической энергии. Зарядка аккумулятора от солнечной панели никогда не бывает легкой, ведь напряжение, получаемое от солнечной панели, может сильно меняться в зависимости от падающих солнечных лучей. Современные многофункциональные чипы, такие как LM338 и LM317, с указанными ситуациями справляются очень эффективно, с их использованием процесс зарядки аккумуляторных батарей через солнечные панели становится безопасным и несложным.

Схема простой солнеяной зарядки на цифровой микросхеме LM338 показана ниже.

Принципиальная схема основывается на использовании ИС LM338 в стандартном режиме регулируемого питания. Особенность схемы в том, что она включает в себя функцию контроля тока. Это означает, что, если текущий ток имеет тенденцию к увеличению на входе, а такое может иметь место, когда интенсивность солнечных лучей увеличивается, напряжение зарядного устройства пропорционально падает, уменьшая текущий ток до нужного уровня.

Как мы видим на рисунке, коллектор / эмиттер транзистора BC547 связан с ADJUST и землей, поэтому он берет на себя функции управления. Когда входной ток возрастает, батарея начинает аккумулировать больше тока, это создает напряжение на R3, который соединен с базой транзистора. Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что текущий ток регулируется в соответствии с безопасным режимом работы батареи.

Некоторые нюансы налаживания

При использовании LM317 максимальный ток будет ограничен 1Amp.

Когда батарея полностью зарядится, аккумулятор нужно будет отключить вручную из-за того, что напряжение от зарядного устройства заставляет батарею заряжаться, и медленно через некоторое время (несколько часов) напряжение батареи будет расти, что довольно опасно, ведь вредные химические реакции начнут проходить внутри батареи, снижая срок ее службы и эффективность.

В этой схеме на выходе нужны диоды, чтобы избежать выгрузки батареи или повреждения микросхемы при отсутствии входного напряжения на regulator.

Все использованные резисторы на 1/4 Вт, за исключением R3 / R4, которые могут быть 1 Вт или более.

Можно использовать любой тип панелей, которые в состоянии обеспечить более 14 В в течение 6 часов на 1/5 тока аккумуляторной батареи A / час.
Эта схема солнечного зарядного устройства может быть применена для зарядки мобильных аккумуляторов 4.7 В от солнечной панели 12 В. В этом случае нужно рассчитать R3 = 0,7 / аккумулятора A / ч, процесс зарядки будет длиться около 1,5 часов.

Как просто заряжать аккумулятор от солнечной батареи | Электронные схемы

зарядка аккумулятора от солнечного элемента

зарядка аккумулятора от солнечного элемента

Если есть в наличии аккумулятор,который питает электронные часы или брелок сигнализации и др., то его можно заряжать от солнечной панели,которая вырабатывает ток при освещении.Панель у меня вырабатывает напряжение при ярком свете 2 В, аккумулятор на напряжение 1.2 В.Самый простой вариант,который может показаться неплохим,это подключить панель напрямую к аккумулятору.Когда солнце светит-аккум заряжается,когда темно-не заряжается.Но здесь есть подвох.В цепь между панелью и аккумулятором подключил микроамперметр.При ярком освещении,когда панель будет вырабатывать напряжение больше чем напряжение на аккумуляторе,ток будет идти от панели на аккумулятор.

зарядка аккумулятора от солнца

зарядка аккумулятора от солнца

При затемнении,когда напряжение на панели будет меньше напряжения на аккумуляторе,ток пойдет с аккумулятора на панель и он будет разряжаться.Хотя ток разряда и не большой,так как сопротивление панели несколько кОм,все равно это нежелательно,да и панели разные бывают с разным сопротивлением.

Чтобы аккумулятор не разряжался на панель при затемнении,для этого в цепь ставят диод с наименьшим падением напряжения на нем.Это может быть германиевый или диод Шоттки. Теперь с панели ток пойдет,а с аккумулятора нет.

как заряжать аккумулятор от солнечной батареи

как заряжать аккумулятор от солнечной батареи

Такой способ подойдет,если напряжение на панели будет больше напряжения на аккумуляторе с учетом падения напряжения на диоде.Но что делать,если нет яркого света и стоит пасмурная погода,ведь и в такую погоду ток с панели,хоть и небольшой,вполне может заряжать аккумулятор.

зарядка аккумулятора от солнечной батареи без контроллера

зарядка аккумулятора от солнечной батареи без контроллера

Для этого понадобится простой преобразователь напряжения,который повысит напряжение с панели с 700 мВ до нескольких Вольт.Транзистор применил полевой типа 8205 или FW232.Такие транзисторы или их аналоги можно взять из плат контроллера заряда литий-ионных аккумуляторов из старых телефонов.Они идеально подходят для работы в таком преобразователе,напряжение затвор-исток Vgs,при котором транзисторы начинают работать составляет от 0.4 до 1.5 Вольт при незначительном сопротивлении открытого канала.

преобразователь “Джоуль вор” на одном полевом транзисторе

преобразователь “Джоуль вор” на одном полевом транзисторе

Проверял работу преобразователя с транзистором FW232 при питании от блока питания.При питании 500 мВ преобразователь начинал работать и светодиод в нагрузке светит.При 700мВ светодиод светит очень ярко.Далее проверял работу преобразователя уже с солнечной панелькой.При ярком освещении,светодиод в нагрузке светит и форма импульсов на сток-истоке транзистора вполне хорошая,прямоугольник без сильных искажений.При такой форме тока транзистор будет работать отлично и заряжать аккумулятор при пасмурной погоде.

преобразователь напряжения на одном полевом транзисторе

преобразователь напряжения на одном полевом транзисторе

Руководство по эксплуатации зарядного устройства на солнечной батарее SCA на 1.5 Вт

ценность, которой можно доверять
Зарядное устройство на солнечной батарее 1.5 Вт
Инструкция по эксплуатации

PLU 564508

БЕЗОПАСНОСТЬ / ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
  • Перед использованием зарядных устройств для обслуживания солнечных батарей SCA убедитесь, что инструкции прочитаны и поняты.
  • Зарядные устройства для обслуживания солнечных батарей SCA не предназначены для использования маленькими детьми или немощными людьми. Пожалуйста, держитесь подальше от домашних животных.
  • Зарядные устройства для обслуживания солнечных батарей SCA предназначены для зарядки большинства типов 12-вольтных батарей, включая свинцово-кислотные, глубокого цикла, кальциевые, гелевые и абсорбированные стеклянно-матовые (AGM) батареи.
  • Всегда надевайте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ) при работе рядом с аккумуляторными батареями. Сюда входят перчатки и средства защиты глаз.
  • Для обслуживаемых аккумуляторов рекомендуется перед зарядкой прочитать руководство по эксплуатации.
  • Убедитесь, что аккумулятор заряжается в хорошо вентилируемом помещении. Во время зарядки из аккумулятора могут выходить взрывоопасные газы. Никогда не заряжайте аккумулятор в закрытом помещении или в помещении без вентиляции.
  • Никогда не курите, не используйте открытое пламя и не создавайте искр рядом с аккумулятором или зарядным устройством во время зарядки, так как газы могут вызвать взрыв. Пожалуйста, держите зажженные сигареты, огонь или другие источники воспламенения вдали от заряжаемой батареи.
  • Зарядные устройства для обслуживания солнечных батарей SCA не являются водонепроницаемыми или водонепроницаемыми. Не подвергайте зарядное устройство воздействию воды или жидкостей.
  • Не пытайтесь использовать зарядное устройство, если кабели или вилки повреждены. Эти агрегаты не содержат обслуживаемых деталей. Во избежание опасности убедитесь, что любые повреждения устройства, кабеля или вилок заменены производителем или агентом по обслуживанию / квалифицированным техником.
  • Не разбирайте зарядное устройство для обслуживания солнечных батарей SCA. Гарантия будет аннулирована, если эта инструкция будет проигнорирована.
  • Если аккумулятор все еще подключен к автомобилю, перед зарядкой аккумулятора убедитесь, что зажигание автомобиля выключено.
  • Не размещайте зарядное устройство для обслуживания солнечных батарей SCA в местах, недоступных для вентиляции. Не ставьте на сиденья из ткани / кожи / винила, на аккумулятор или баланс в моторном отсеке.
  • Никогда не заряжайте замерзшую батарею, неперезаряжаемую литиевую батарею или батарею с сухими элементами.
ПЕРВАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ПОМОЩЬ
  • За советом обращайтесь в Информационный центр по ядам в Австралии (PH: 13 11 26) или в Национальный центр по ядам в Новой Зеландии (PH: 0800 764 766).
  • Если аккумуляторная кислота попала на кожу или одежду, немедленно промойте ее водой с мылом.
  • Если аккумуляторная кислота попала в глаза, держите веки врозь и непрерывно промывайте глаза свежей проточной водой в течение как минимум 15 минут или до тех пор, пока информационный центр по ядам не посоветует вам остановиться.
  • При проглатывании кислоты из аккумулятора не вызывайте рвоту. Выпейте стакан воды и обратитесь за медицинской помощью.
ФУНКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ
  • Аморфная солнечная панель
  • Подходит для обслуживания 12-вольтовых батарей
  • Защищает 12-вольтовые аккумуляторы от разряда при хранении от радио, часов и других аксессуаров.
  • Возможность подзарядки в пасмурную погоду
  • Простота использования, подключайте 12-вольтовые зажимы к батарее в хорошо вентилируемом месте, где есть достаточное количество солнечного света.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Part Number: ТПС-946-1.5
Тип зарядного устройства: Техническое обслуживание
Номинальная мощность: 1.5 Вт при 1000 Вт / м2, 25 ° C
Максимальная мощность VoltagE: 17.5V
Максимальный ток мощности: 85.7mA
Обрыв цепи VoltagE: 21.0V
Ток короткого замыкания : 107mA
Допуск мощности: ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ ТЕРПИМОСТЬ
Рабочая температура: От -40 ° С до + 85 ° С
Типы химии батарей 12 В: Свинцовая кислота, гель, кальций и AGM
‘ЧТОБЫ ОБЕСПЕЧИТЬ ПОЛНУЮ РАБОТУ АККУМУЛЯТОРА – ПРОВЕРЬТЕ ГРОМКОСТЬTAGE ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА * Battery Voltagе требует обслуживания: _12V
Емкость заряда аккумулятора (Ач / CCA): АВТОМОБИЛЬ 100-550CCA МОРСКОЙ 100-600MCA
ГЛУБОКИЙ ЦИКЛ 7-40 Ач
СХЕМА ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЗАРЯДКЕ

Зарядные устройства для обслуживания солнечных батарей предназначены для поддержания заряда батареи (≥12 В), а НЕ для зарядки глубоко разряженной батареи.
Шаг 1. Проверка уровня электролита
Перед зарядкой аккумулятора проверьте уровень электролита. Если уровень низкий, добавьте деминерализованную воду до нужного уровня, указанного на батарее.

Шаг 2. Томtage Проверить
Перед подключением солнечного зарядного устройства SCA убедитесь, что аккумулятор заряжен.tagе достаточно для получения заряда. Если в батарее недостаточно объемаtagЗарядное устройство для обслуживания не сможет обеспечить достаточный ток для поддержания заряда аккумулятора.
Пожалуйста, обратите внимание: Зарядное устройство для обслуживания солнечных батарей SCA не заряжается с нуля.
* Для об.tagТребования см. в технических характеристиках.
Шаг 3. Подключите солнечное зарядное устройство SCA к аккумулятору.


Подключите зарядное устройство для обслуживания солнечных батарей SCA к аккумулятору через аккумулятор 12 В cl.amps.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ заводить автомобиль, пока зарядное устройство подключено к аккумулятору с помощью прикуривателя или аккумулятора Cl.ampс. Скачки напряжения от двигателя при запуске и работе могут повредить зарядное устройство.

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ!
Черный свинец & clamp указывает (- / отрицательный).
Красный свинец & clamp указывает (+ / Положительный).
Убедитесь, что подключена правильная полярность, чтобы предотвратить короткое замыкание.
Это зарядное устройство не имеет защиты от обратной полярности.

  • Убедитесь, что аккумулятор находится в безопасном месте на устойчивой поверхности с достаточной вентиляцией.
  • Убедитесь, что вы носите подходящие средства индивидуальной защиты, например перчатки и очки.
  • Подсоедините всасывающие колпачки к зарядному устройству для обслуживания солнечных батарей SCA (если применимо).
  • Прикрепите к лобовому стеклу внутри или снаружи автомобиля ИЛИ на поверхности, близкой к аккумуляторной батарее.
    Примечание. Зарядное устройство SCA для обслуживания солнечных батарей НЕ является водонепроницаемым или водонепроницаемым и должно находиться в хорошо вентилируемом месте.
  • Подключите аккумулятор 12 В Clamps к зарядному устройству для обслуживания солнечной энергии SCA
  • Подключите КРАСНЫЙ аккумулятор Clamp к положительной клемме (+ / положительный) на батарее
  • Подключите ЧЕРНЫЙ аккумулятор Clamp к отрицательной клемме (- / отрицательной) на батарее
  • Когда готов отключиться
  • Отсоедините ЧЕРНЫЙ провод (аккумулятор Clamp) от отрицательного терминала (- / отрицательный)
  • Отсоедините КРАСНЫЙ провод (аккумулятор Clamp) от положительного терминала (+ / положительный)
  • С помощью вольтметра проверьте объемtage аккумулятор перед подключением его обратно в автомобиль
  • Убедитесь, что аккумулятор надежно закреплен.

Шаг 4. Зарядка
После подключения тонированные стекла или грязная солнечная панель повлияют на способность зарядных устройств заряжать аккумулятор. Зарядное устройство необходимо разместить в месте, где достаточно солнечного света и вентиляции, чтобы аккумулятор мог непрерывно заряжаться, и (при необходимости) протирать его мягкой тканью для обеспечения надлежащего заряда. Зарядное устройство предназначено для подзарядки аккумулятора за счет естественной разрядки. Если аккумулятор полностью разряжен, воспользуйтесь подходящим зарядным устройством переменного тока на 240 В.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА
Part Number: ТПС-946-1.5
Тип зарядного устройства: Техническое обслуживание
Батарея 12 В Clamps Длина: 2.4 метров
Тип корпуса: пластик
Солнечная Панель Аморфный
УСТРАНЕНИЕ

Проблема

индикация Возможные причины

Предлагаемое решение

Зарядное устройство не работает?

 

 

 

 

– Батарея все еще разряжена

 

 

 

 

 

– Зарядное устройство подключено неправильно
– Зарядное устройство «замкнуло» из-за обратной полярности подключения.
– Объем аккумулятораtagе было слишком мало, чтобы зарядить
—Зарядное устройство не получает достаточно солнечного света
—Убедитесь, что соединения надежно закреплены
– Если короткое замыкание из-за подключения обратной полярности: прекратите использование.
—Проверьте объем батареиtagУровень с помощью вольтметра. Переместите зарядное устройство на прямой солнечный свет.
Аккумулятор вздулся после зарядки Бока батареи округлые и вздутые

 

– Вентиляционные колпачки аккумулятора не откручивались и не снимались.
– Батарея оставалась заряженной сверх своей емкости
– Немедленно выключите зарядное устройство и снимите с аккумулятора. Заменить батарею.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

В. Является ли зарядное устройство водонепроницаемым или водонепроницаемым?
A. Нет. Убедитесь, что зарядное устройство хранится вдали от экстремальных погодных или влажных условий.
В. Подходит ли это зарядное устройство для литиевых батарей?
A. Нет. За зарядными устройствами для литиевых батарей обращайтесь в местный магазин Supercheap Auto.
В. Подходит ли это зарядное устройство для аккумуляторов 6/12/24 В?
A. Нет. Зарядное устройство подходит только для аккумуляторов на 12 В.
В. Можно ли оставить зарядное устройство на аккумуляторе постоянно?
A. Нет. Рекомендуется регулярно проверять зарядное устройство. Если оставить аккумулятор постоянно заряженным, это может привести к его повреждению.

ГАРАНТИИ

Гарантия на отсутствие дефектов в этом продукте составляет 12 месяцев с даты покупки. Данная гарантия предоставляется SRGS PTY LTD ABN 23 113 230 050 of 751 Gympie Rd Lawnton QLD 4501 Ph (07) 3482 7500. Supercheap Auto предложит ремонт, замену продукта или кредит магазина, если продукт будет признан дефектным во время действия гарантии. период.
Чтобы подать претензию по этой гарантии, отнесите этот продукт на стойку регистрации ближайшего к вам супермаркета Supercheap Auto. Чтобы узнать о местонахождении магазинов, посетите www.supercheapauto.com.au (Австралия) или www.supercheapauto.co.nz (Новая Зеландия). Вам понадобится квитанция или подтверждение покупки. Для обработки вашего иска от вас может потребоваться дополнительная информация. Если вы не можете предоставить подтверждение покупки с квитанцией или выпиской из банка, для обработки вашего требования может потребоваться удостоверение личности с указанием вашего имени, адреса и подписи. Этот продукт, возможно, потребуется отправить производителю для оценки дефекта, прежде чем принимать решения по какой-либо претензии. Данная гарантия не распространяется на неисправности или дефекты, вызванные модификацией продукта, неправильным использованием или неправильным обращением, нормальным износом или несоблюдением инструкций пользователя. Наши товары поставляются с гарантиями, которые не могут быть исключены в соответствии с Законом Австралии о защите прав потребителей. Вы имеете право на замену или возмещение в случае серьезного сбоя, а также на компенсацию за любые другие разумно предсказуемые убытки или ущерб. Вы также имеете право на ремонт или замену товара, если товар не соответствует приемлемому качеству и неисправность не является серьезной неисправностью. Любые расходы, связанные с возвратом этого продукта в магазин, обычно должны быть оплачены вами. Для получения дополнительной информации обратитесь в ближайший к вам супермаркет Supercheap Auto. Преимущества для потребителя, предоставляемые этой гарантией, являются дополнением к другим правам и средствам правовой защиты в соответствии с законодательством Австралии о защите прав потребителей в отношении товаров и услуг, к которым относится данная гарантия.

Изготовлено и упаковано для SRGS PTY LTD ABN 23 113 230 050 751 Gympie Road, Lawnton, Queensland 4501, Australia

Документы / Ресурсы

дело
Связанные руководства / ресурсы

Схема контроллера заряда от солнечной батареи

В каждой комплектации солнечной батареи есть особое устройство, позволяющее регулировать затраты энергии и процедуру ее накопления. Такой аппарат называют контроллером заряда. Он занимается как процессом контроля расходования энергии, так и сохранением всей конструкции солнечной батареи в работоспособном состоянии.

Какие функции выполняет контроллер заряда

Независимо от выбора модели устройства, комфортный режим работы солнечной батареи обеспечен должным образом, так как контроллер заряда выполняет ряд функций:

  • подбор оптимальной системы заряда
  • контроль уровня заряда батареи
  • автоматическое включение батареи
  • обеспечение защиты от обрыва цепи и неправильной полярности
  • контроль расхода энергии
  • восполнение заряда

Располагается контроллер заряда между аккумулятором и панелью. Благодаря тому, что устройство выполняет функцию отключения батареи, когда она зарядилась, перезаряд аппарата сводится к минимуму.

Чаще всего производитель сам устанавливает параметры напряжения заряда, но в некоторых моделях можно настраивать границы уровня поступающего тока для успешной работы устройства в определенных условиях эксплуатации.

Поставить контроллер своими руками реально, для этого достаточно обладать базовыми знаниями о процедуре. Если необходимо установить контроллер на гибридную систему автономного питания (применяется два альтернативных источника), тогда использование одного универсального устройства противопоказано. Заряда будет недостаточно, поэтому рекомендуется применение либо одного универсального контроллера, либо двух.

Отличительной чертой качественного контроллера заряда является то, что он всегда учитывает температуру аккумулятора. Разные типы аккумуляторов имеют разные зарядные кривые, поэтому контроллер должен обладать функцией температурного восполнения зарядного напряжения.

Если не использовать данное устройство, то придется самостоятельно контролировать уровень заряда. Для этого следует применять вольтметр. Не отключив вовремя питание солнечной батареи, вы сократите срок службы аккумулятора, так как он перезарядится, также может произойти выкипание электролита. Установка контроллера позволит избежать этих проблем, благодаря чему система прослужит долгие годы.

Типы контроллеров

Наиболее упрощенными вариантами считаются автоматы отключения заряда. Они занимаются отключением и подключением энергии, когда напряжение подходит к границе установленного значения. Минус такого аппарата – низкий КПД, поэтому в настоящее время они применяются редко.

Для исправной работы солнечной батареи применяются такие типы устройств:

  • МРРТ – поиск границы максимальной производительности
  • PWM (ШИМ) – широтно-импульсная модуляция

МРРТ позволяет зарядить аккумулятор, у которого расчетное напряжение от солнечной батареи составляет 12 В. Отслеживая точку максимальной производительности, он может преобразовать высокий показатель в низкий. Чаще всего их применяют в универсальных системах с порядковым подключением. В зависимости от модели такие устройства могут принимать напряжение до 240 В. Также они имеют обширные возможности для настройки, чтобы обеспечить заряд аккумуляторного устройства.

ШИМ-контроллер подходит для конструкций с малой мощностью – до 2 кВт. Они имеют светодиодную индексацию и позволяют увеличить вольтаж солнечной батареи на 30%. Изменяя степень заряда соответственно силе зарядного потока, такое устройство позволяет предотвратить образование газов.

Заряд батареи многоуровневый:

  • прямое подсоединение к накопителю солнечной батареи
  • абсорбция и стабилизация напряжения
  • снижение заряда, поддержание мощности

МРРТ считается более эффективным вариантом, чем ШИМ. Они отлично работают даже при недостаточном количестве света для батареи, а также отличаются высоким КПД.

Выбирая контроллер, учитывайте такие показатели:

  • уровень входного и выходного тока
  • степень мощности напряжения АБ и показатель напряжения источника питания

Наибольший показатель тока от солнечной батареи не должен превышать входной ток в устройство.

Схема контроллера и инструкция подключения устройства своими руками

Система солнечной батареи состоит из следующих деталей:

  • аккумулятора
  • светового модуля
  • электронного усилителя
  • предохранителя
  • контроллера

Подключить контроллер своими руками не так уж сложно, главное – подключение соединителей с нужными разъемами и соблюдение полярности. Стандартная схема подключения выглядит таким образом:

  • фотоэлектрический модуль подсоединяется к аппарату
  • контроллер подсоединяется к системе зарядки
  • аккумулятор по второй фазе подсоединяется к контроллеру
  • аппарат заряда подключается к инвертору

В зависимости от количества солнечных конструкций схема подсоединения солнечной батареи своими руками может быть нескольких типов:

  • смешанная
  • последовательная
  • параллельная

Первая схема подразумевает подсоединение одноименных клемм батареи и контроллера. В результате на выходе мы получим напряжение 12 В. Далее происходит присоединение к зарядному устройству по принципу «плюс к плюсу, минус к минусу».

24 В на выходе дает именно последовательная схема. Плюс батареи подключается к минусу второго устройства, потом к контроллеру подсоединяется минус первой, а также последний плюс второй батареи. Аккумулятор подключается по тому же принципу, что и в первом случае.

Смешанная схема применяется для подключения нескольких батарей к контроллеру. Группы устройств соединяются между собой параллельно, после чего подсоединяются к контроллеру.

Принцип подключения не слишком сложен, однако во время разводки не забывайте, какой уровень нагрузки заряда должен быть на выходе.

Как своими руками сделать солнечное зарядное устройство для телефона

Создание своими руками солнечной USB зарядки для телефона — один из самых интересных и полезных проектов на ВЕЛОФАНЕ. Сделать самодельное зарядное устройство не слишком сложно — необходимые компоненты не очень дорогие и их легко достать. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки небольших устройств, например, телефона.

Слабым местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторы. Большинство зарядных устройств на солнечных батареях собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторов — дешёвых, доступных и безопасных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторов слишком низкие напряжение и ёмкость, чтобы их можно было серьёзно рассматривать в качестве зарядных устройств для современных гаджетов, энергопотребление которых с каждым годом только растёт.

Например, аккумулятор iPhone 4 на 2000 мА*ч ещё можно полностью перезарядить от самодельной солнечной зарядки с двумя или четырьмя аккумуляторами АА, но вот iPad 2 оснащён аккумулятором на 6000 мА*ч, который уже не так просто перезарядить с помощью подобного зарядного устройства.

Решением данной проблемы является замена никель-металл-гидридных аккумуляторов на литиевые.

Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, по сравнению с коммерческими зарядными устройствами это самодельное зарядное устройство обойдётся вам очень дёшево. Во-вторых, собрать его очень просто. И самое главное — эта литиевая USB зарядка безопасна при эксплуатации.

Шаг 1: Необходимые компоненты для сборки солнечной USB зарядки.

Электронные компоненты:

  • Солнечная батарея на 5 В или выше
  • Литий-ионный аккумулятор на 3,7 В
  • Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора
  • Повышающая USB схема постоянного тока
  • Разъём 2,5 мм с креплением на панель
  • Разъём 2,5 мм с проводом
  • Диод 1N4001
  • Провод

Конструкционные материалы:

  • Изолента
  • Термоусадочные трубки
  • Двухсторонняя лента из пеноматериала
  • Припой
  • Жестяная коробка (или другой корпус)

Инструменты:

  • Паяльник
  • Пистолет для склеивания горячим клеем
  • Дрель
  • Дремель (не обязателен, но желателен)
  • Кусачки
  • Инструмент для зачистки проводов
  • Помощь друга
  • Защитные очки

В этом руководстве рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии. Вы можете отказаться от использования солнечных батарей и ограничиться только изготовлением обычной USB зарядки на литий-ионных аккумуляторах.

Большинство компонентов для этого проекта можно купить в интернет магазинах электроники, но повышающую USB схему постоянного тока и контроллер заряда литий-ионного аккумулятора найти будет не так просто. Далее в этом руководстве я расскажу, где можно достать большинство необходимых компонентов и для чего каждый из них нужен. Исходя из этого вы сами решите какой вариант вам лучше всего подходит.

Шаг 2: Преимущества зарядных устройств с литиевыми аккумуляторами.

Может быть вы не догадываетесь, но скорей всего литий-ионный аккумулятор прямо сейчас лежит у вас в кармане или на столе, а может и в вашем кошельке или рюкзаке. В большинстве современных электронных устройств используются литий-ионные аккумуляторы, характеризующиеся большой ёмкостью и напряжением. Их можно перезаряжать множество раз. Большинство аккумуляторов формата АА по химическому составу являются никель-металл-гидридными и не могут похвастаться высокими техническими характеристиками.

С химической точки зрения разница между стандартным никель-металл-гидридным аккумулятором АА и литий-ионным аккумулятором заключается в химических элементах, содержащихся внутри элемента питания. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов Менделеева, то увидите, что литий находится в левом углу рядом с самыми химически активными элементами. А вот никель расположен в середине таблицы рядом с химически неактивными элементами. Литий обладает такой высокой химической активностью из-за того, что у него только один валентный электрон.

И как раз именно по этой причине на литий много нареканий — иногда он может выходить из-под контроля из-за своей высокой химической активности. Несколько лет назад компания Sony, лидер в производстве аккумуляторов для ноутбуков, изготовила партию некачественных аккумуляторов для ноутбуков, некоторые из которых самопроизвольно возгорались.

Именно поэтому при работе с литий-ионными аккумуляторами мы должны придерживаться определенных мер предосторожности — очень точно поддерживать напряжение во время зарядки. В этой инструкции используются аккумуляторы на 3,7 В, которые требуют заряжающего напряжения 4,2 В. При превышении или уменьшении этого напряжения химическая реакция может выйти из-под контроля со всеми вытекающими последствиями.

Вот почему при работе с литиевыми батареями необходимо проявлять предельную осторожность. Если обращаться с ними осторожно, то они достаточно безопасны. Но если вы будете делать с ними недопустимые вещи, то это может привести к большим неприятностям. Поэтому их следует эксплуатировать только строго по инструкции.

Шаг 3: Выбор контроллера заряда литий-ионного аккумулятора.

Из-за высокой химической реактивности литиевых аккумуляторов вы должны быть на сто процентов уверены, что схема контроля напряжения заряда вас не подведёт.

Хотя можно изготовить собственную схему контроля напряжения, но лучше просто купить уже готовую схему, в работоспособности которой вы будете уверены. На выбор доступны несколько схем контроля заряда.

На данный момент Adafruit выпускает уже второе поколение контроллеров заряда для литиевых аккумуляторов с несколькими доступными значениями входящего напряжения. Это весьма неплохие контроллеры, но у них слишком большой размер. Вряд ли на их базе получится собрать компактное зарядное устройство.

В интернете можно купить небольшие модули контроллеров зарядки литиевых аккумуляторов, которые и используются в данном руководстве. На базе этих контроллеров я также собрал множество других самоделок. Они мне нравятся за компактность, простоту и наличие светодиодной индикации заряда аккумулятора. Как и в случае с Adafruit, при отсутствии солнца литиевый аккумулятор можно зарядить через USB порт контроллера. Возможность зарядки через USB порт является крайне полезной опцией для любого зарядного устройства на солнечных батареях.

Независимо от того, какой контроллер вы выбрали, вы должны знать как он работает и как его правильно эксплуатировать.

Шаг 4: USB порт.

Через USB порт можно заряжать большинство современных устройств. Это стандарт во всём мире. Почему бы просто не подключить USB порт напрямую к аккумулятору? Зачем нужна специальная схема для зарядки через USB?

Проблема заключается в том, что по стандарту USB напряжение составляет 5 В, а литий-ионные аккумуляторы, которые мы будем использовать в данном проекте, имеют напряжение всего 3,7 В. Поэтому нам придётся воспользоваться повышающей USB схемой постоянного тока, которая увеличивает напряжение до достаточного для зарядки различных устройств. В большинстве коммерческих и самодельных USB зарядок, наоборот, используются понижающие схемы, так как они собираются на базе аккумуляторов на 6 и 9 В. Схемы с понижением напряжения более сложные, поэтому в солнечных зарядных устройствах их лучше не применять.

Схема, которая применяется в данной инструкции, была выбрана в результате длительного тестирования различных вариантов. Она практически идентична схеме Minityboost Adafruit, но стоит дешевле.

Конечно вы можете купить онлайн недорогое зарядное USB устройство и разобрать его, но нам нужна схема, преобразующая 3 В (напряжение двух батареек АА) в 5 В (напряжение на USB). Разборка обычной или автомобильной USB зарядки ничего не даст, так как их схемы работают на понижение напряжения, а нам наоборот нужно повышать напряжение.

Кроме того следует учесть, что схема Mintyboost и используемая в проекте схема способны работать с гаджетами Apple, в отличии от большинства других зарядных USB устройств. Устройства от Apple проверяют информационные пины на USB, чтобы знать куда они подключены. Если гаджет Apple определит, что информационные пины не работают, то он откажется заряжаться. У большинства других гаджетов такая проверка отсутствует. Поверьте мне — я перепробовал множество дешёвых схем зарядки с интернет-аукциона eBay — ни от одной из них мне не удалось зарядить свой айфон. Вы же не хотите, чтобы от вашей самодельной USB зарядки нельзя было заряжать гаджеты Apple.

Шаг 5: Выбор аккумулятора.

Если вы немного погуглите, то обнаружите огромный выбор аккумуляторов разных размеров, ёмкостей, напряжений и стоимости. Поначалу во всём этом многообразии будет несложно запутаться.

Для нашего зарядного устройства мы будет использовать литий-полимерный (Li-Po) аккумулятор на 3,7 В, который очень напоминает аккумулятор для айпода или мобильного телефона. Действительно, нам нужен аккумулятор исключительно на 3,7 В, так как схема зарядки рассчитана именно на это напряжение.

То, что аккумулятор должен быть оснащён встроенной защитой от перезаряда и переразряда, даже не обсуждается. Обычно эта защита называется «PCB protection» («схема защиты»). Поищите по этим ключевым словам на интернет-аукционе eBay. Из себя она представляет всего лишь небольшую печатную плату с чипом, которая защищает аккумулятор от чрезмерного заряда и разряда.

При выборе литий-ионного аккумулятора смотрите не только на его ёмкость, но и на его физический размер, который преимущественно зависит от выбранного вами корпуса. В качестве корпуса у меня выступила жестяная коробка Altoids, так что я был ограничен в выборе аккумулятора. Я сначала думал купить аккумулятор на 4400 мА*ч, но из-за его больших размеров мне пришлось ограничиться аккумулятором на 2000 мА*ч.

Шаг 6: Подсоединение солнечной батареи.

Если вы не собираетесь делать зарядное устройство с возможностью подзарядки от солнца, то можете пропустить этот этап.

В этом руководстве используется солнечная батарея в жестком пластиковом корпусе на 5,5 В и 320 мА. Вам подойдет любая большая солнечная батарея. Для зарядного устройства лучше всего выбирать батарею, рассчитанную на напряжение 5 – 6 В.

Возьмите провод за кончик, разделите его на две части и немного зачистите концы. Провод с белой полоской отрицательный, а полностью чёрный провод — положительный.

Припаяйте провода к соответствующим контактам с обратной стороны солнечной батареи.

Закройте места пайки с помощью изоленты или горячего клея. Это защитит их и поможет снизить нагрузку на провода.

Шаг 7: Сверлим жестяную коробку или корпус.

Так как в качестве корпуса я использовал жестяную коробку Altoids, то мне пришлось немного поработать дрелью. Кроме дрели нам понадобится ещё и такой инструмент, как дремель.

Перед тем, как начать работу с жестяной коробкой, сложите в неё все компоненты, чтобы убедиться на практике, что она вам подходит. Продумайте, как лучше всего в ней разместить компоненты, и только потом сверлите. Места расположения компонентов можете обозначить маркером.

После обозначение мест можете приниматься за работу.

Вывести USB порт можно несколькими способами: сделать небольшой надрез прямо вверху на коробке или же сбоку на коробке просверлить отверстие соответствующего размера. Я решил сделать отверстие сбоку.

Сначала приложите USB порт к коробке и обозначьте его место. Внутри обозначенной области просверлите дрелью два или больше отверстий.

Зашлифуйте отверстие дремелем. Обязательно соблюдайте технику безопасности, чтобы не травмировать пальцы. Ни в коем случае не держите коробку в руках — зажмите её в тиски.

Далее убедитесь, что в сделанное вами отверстие свободно проходит USB порт.

Просверлите отверстие диаметром 2,5 мм для USB порта. При необходимости расширьте его с помощью дремеля. Если вы не планируете устанавливать солнечную батарею, то в отверстии 2,5 мм нет необходимости!

Шаг 8: Подключение контроллера зарядки.

Одна из причин, по которой я выбрал этот компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впереди рядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две сзади для аккумулятора.

Чтобы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, необходимо подпаять два проводка и диод от разъёма к контроллеру. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Зафиксируйте диод 1N4001, контроллер зарядки и разъём 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. Если смотреть на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний — положительным, а правый вообще не используется.

Один конец проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а другой к отрицательному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как можно ближе к основанию диода, чтобы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Опять же, постарайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к положительному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Шаг 9: Подключение аккумулятора и USB схемы.

На данном этапе потребуется всего лишь подпаять четыре дополнительных контакта.

Нужно подсоединить аккумулятор и USB схему к плате контроллера зарядки.

Сначала отрежьте несколько проводков. Подпаяйте их к положительным и отрицательным контактам на USB схеме, которые расположены на нижней стороне платы.

После этого соедините вместе эти проводки с проводками, идущими от литий-ионного аккумулятора. Убедитесь, что вы соединили вместе отрицательные проводки и соединили вместе положительные проводки. Напоминаю, что красные провода у нас положительные, а чёрные — отрицательные.

После того, как вы скрутили проводки вместе, приварите их к контактам на аккумуляторе, которые находятся на обратной стороне платы контроллера зарядки. Перед пайкой проводки желательно продеть в отверстия.

Теперь можно поздравить вас — вы на 100% справились с электрической частью этого проекта и можете немного расслабиться.

На этом этапе неплохой идеей будет проверить работоспособность схемы. Так как все электрические компоненты подсоединены, то всё должно работать. Попробуйте зарядить айпод или любой другой гаджет, оснащённый USB портом. Устройство не будет заряжаться, если аккумулятор разряжен или неисправен. Кроме того поместите зарядное устройство на солнце и посмотрите будет ли заряжаться аккумулятор от солнечной батареи — при этом должен загореться маленький красный светодиод на плате контроллера зарядки. Также вы можете зарядить аккумулятор через mini-USB кабель.

Шаг 10: Электрическая изоляция всех компонентов.

Перед тем, как разместить все электронные компоненты в жестяной коробкой, мы должны быть уверены, что она не сможет стать причиной короткого замыкания. Если у вас пластиковый или деревянный корпус, то пропустите этот этап.

На дне и по бокам жестяной коробки наклейте несколько полос изоленты. Именно в этих местах будет находиться USB схема и контроллер зарядки. На фотографиях видно, что контроллер зарядки у меня остался незакреплённым.

Постарайтесь тщательно всё заизолировать, чтобы не произошло короткого замыкания. Перед тем, как наносить горячий клей или наматывать изоленту, убедитесь в прочности пайки.

Шаг 11: Размещение электронных компонентов в корпусе.

Так как 2,5 миллиметровый разъём необходимо закрепить с помощью болтов, то разместите его в первую очередь.

После установки разъёма далее необходимо разместить USB схему. Нанесите на неё небольшое количество горячего клея, расположите правильно в корпусе и ещё раз смажьте горячим клеем.

На моей USB схеме сбоку имелся переключатель. Если у вас такая же схема, то сначала проверьте работает ли переключатель, который нужен для включения и отключения «режима зарядки».

И наконец нужно закрепить аккумулятор. С этой целью лучше использовать не горячий клей, а несколько кусочков двустороннего скотча или изоленты.

Шаг 12: Эксплуатация самодельного зарядного устройства на солнечных батареях.

В завершение поговорим о правильной эксплуатации самодельной USB зарядки.

Заряжать аккумулятор можно через mini-USB порт или от солнца. Красный светодиод на плате контроллера зарядки указывает на процесс зарядки, а синий на полностью заряженный аккумулятор.

Во время своего последнего похода мне удалось в самолёте зарядить свой iPhone 4 почти на 80%, учитывая, что при этом я слушал музыку. Ёмкость аккумулятора составляла 2000 мА*ч. Чтобы зарядить аккумуляторы на 4400 или 6600 мА*ч, потребуется намного больше времени. Особенно это относится к айподам и другим планшетам.

Хотя это и достаточно сложная инструкция, я надеюсь, что вам удалось собрать своими руками USB зарядку с литий-ионным аккумулятором. Учитывая, что цены на литиевые аккумуляторы и контроллеры к ним падают, то нет никакого смысла делать самодельную зарядку на аккумуляторах других типов. Литий-ионные аккумуляторы особенно хорошо подходят для проектов, в которых крайне важны габариты устройства. Сейчас можно купить литий-ионные аккумуляторы даже самых безумно маленьких размеров. Это самый лучший источник энергии для автономных походов.

Так что, если вы планируете сделать своими руками очень мощное солнечное зарядное устройство для вашего телефона, планшета, айпада, айпода, айфона, GPS-навигатора или проекта Arduino и выберете этот проект, то вы не прогадаете. Особенно, если вам удастся всё аккуратно разместить в небольшой коробочке!

Также рекомендуем посмотреть нашу инструкцию по сборке USB зарядки с питанием от велосипедной динамо-втулки.

Солнечные батареи для шуруповёрта, заряда аккумуляторов. Подключение к солнечной системе электроснабжения.

 

Во-первых, все аккумуляторы шуруповёртов хорошо заряжаются стандартным напряжением солнечных батарей. По принципу, описанному на странице подбора солнечной батареи для ноутбука.

Просто коротко замечу, что чем выше рабочее напряжение аккумулятора, тем больше времени необходимо для полного заряда.

Из этих соображений рекомендуется купить шуруповёрт с рабочим напряжением до 15 вольт.

 

Во-вторых, всё шуруповёрты напряжением 12-17 вольт хорошо работают при подключении непосредственно к солнечной системе электроснабжения.

Особо удобно, если аккумулятор шуруповёрта уже мёртв, и выбросить жалко и деть некуда. Стоит только снабдить шуруповёрт соответствующим разъёмом, хотя часто можно воспользоваться стандартными автомобильными клеммами электропроводки и он приобретёт новую жизнь.

Подспорьем, при работе инструментом от солнечных батарей, может оказаться гибридная схема электропитания и автомобильный разветвитель прикуривателя со светодиодной индикацией состояния системы.

Даже при наличии нового аккумулятора, используя солнечные батареи для непосредственных работ, Вы сокращаете количество циклов заряд/разряд АКБ.

Тем самым продлевая срок службы Ni-Cd или Ni-MH аккумулятора, которые редко служат более 2-х – 3-х лет.

 

Что уж говорит про строительство в полевых условиях?

 

Многим и на ум не приходит использовать солнечные батареи, чтобы подключить миксер, бетономешалку, без инверторный сварочный аппарат своими руками к солнечной системе электроснабжения.

Несколько строк о бетономешалке на странице: Карта суммарной солнечной радиации России.

 

Относительно чайника, утюга и пр. немного сложнее. Хотя кого-то может устроить автомобильный кипятильник на 12 вольт,  кофеварка, пылесос из той же оперы и всевозможные авто гаджеты. Здесь и зарядники для сотовых и телевизоры, DVD..

 

Так же предлагаем рассмотреть вариант использования солнечных батарей разных типоразмеров.

Стандартный вариант стационарного крепления мощностью 95 ватт и вспомогательный, мощностью 10 – 60 ватт, удобный для транспортировки и непосредственного заряда аккумуляторов, ноутбука, гаджетов.. При необходимости они легко подключаются в основную схему питания от солнечных батарей параллельно.

Использование небольших солнечных батарей оправдано для подзарядки автомобильных аккумуляторов.

В современные автомобили, с целью максимального снижения веса, устанавливают аккумуляторы возможно меньшей ёмкости.

Расположите солнечную батарею под лобовым стеклом и подключите к гнезду прикуривателя. Если оно отключается замком зажигания, следует самостоятельно или в автосервисе переключить гнездо прикуривателя на свободные клеммы блока предохранителей.

По желанию, эту операцию можно проделать и с радиоприёмником.

Согласитесь, обидно купить солнечную батарею и девять месяцев из двенадцати хранить на шкафу.

Установите её на закрытом балконе или лоджии. Подключите автомобильный вентилятор, закрепив его вверху. И с первыми лучами солнца он будет направлять теплый воздух вниз, прогревая не только под самым потолком, но и весь объём.

Особо интересно весной, если у вас рассада помидор или солёных огурчиков.

 

Как резюме: Стоит включить голову и кризис сам, залезет им обратно.

И помните: У Вас всё получиться, назло «Рыжему кондуктору»!

 

Наверняка возникли попутные вопросы. Если не найдёте ответ на страницах сайта, смело оставляйте их в гостеприимной книге. Она создана для вас, и мы максимально быстро ответим.

Спасибо.

Зарядка аккумуляторов от солнечной батареи

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Зарядка аккумуляторов от солнечной батареи

          Как-то для дежурной подзарядки 3-х пальчиковых NiMH аккумуляторов были недорого приобретены 3 солнечные батареи из поликристаллического кремния типа Yh50*40-4A/B40-P размерами 40×40 мм каждая. В datasheet на них был указан ток Iкз = 44 мА и напряжениеUхх = 2,4 В. Также было указано, что в отличие от монокристаллического кремния, данные элементы незначительно снижают мощность при облачности или частичном затенении. Соединив последовательно три этих солнечных элемента и через диод Шоттки подав на последовательно соединённые три NiMH аккумулятора, было получено простейшее зарядное устройство. Простейшее, поскольку при такой схеме включения зарядка аккумуляторов происходила лишь при ярком солнечном свете. В пасмурную погоду и при искусственном освещении выходное напряжение солнечных элементов значительно падало, в результате чего не хватало напряжения для зарядки.

         Сперва к солнечной батарее был просто добавлен импульсный повышающий преобразователь 5В на NCP1450ASN50T1G со стандартной обвязкой,

но результат оказался неудовлетворительный.

          После запуска преобразователя напряжение на выходе солнечной батареи значительно просаживалось, и даже при хорошем солнечном освещении не превышало 2В. Ток зарядки аккумуляторов при этом был в несколько раз ниже, чем при непосредственном подключении к ним солнечной батареи. Подключение вывода разрешения работы 1 (CE) DA1 через делитель напряжения для увеличения порога запуска преобразователя также не дало существенного улучшения ситуации. Стало ясно, что при слабом освещении режим работы схемы должен быть совсем другим. Сперва нужно накопить заряд от солнечных элементов на дополнительном конденсаторе, а затем по достижению на нём определённого порогового напряжения “выплеснуть” этот заряд на повышающий преобразователь. При ярком освещении, когда напряжения на выходе солнечной батареи достаточно для непосредственной зарядки аккумуляторов, повышающий преобразователь должен автоматически отключаться. В итоге была разработана следующая схема, обеспечивающая автоматический переход из одного в другой режимы работы:

         Работает устройство следующим образом. При первоначальном включении (освещении) все транзисторы закрыты и происходит заряд конденсатора C1, подключенного параллельно солнечной батарее. Напряжение с C1 через дроссель L1 и диод Шоттки VD3 также поступает на вход питания микросхемы повышающего преобразователя DA1 NCP1450ASN50T1G, на конденсатор C4 и на положительный вывод батареи аккумуляторов GB1. Отрицательный вывод GB1 подсоединён к общей шине схемы через диод VD4 для исключения тока разрядки аккумуляторов через схему при отсутствии внешнего освещения. По достижению на конденсаторе C1 порогового напряжения открывания VT3 (около 1,8В) последний открывает также и транзистор VT4. При этом на управляющий вход CE DA1 подаётся отпирающее напряжение (>0,9В) и запускается импульсный повышающий преобразователь (DA1, R10, C3, VT5, L1, VD3, C4), подзаряжая конденсатор C4. Одновременно с работой преобразователя начинает светиться красный светодиод HL2. Если освещения солнечной батареи недостаточно для поддержания рабочего тока нагрузки, напряжение на конденсаторе C1 будет снижаться, VT3, VT4 закроются, управляющее напряжение на выводе CE DA1 упадёт ниже 0,3 В и преобразователь выключится, а светодиод HL2 погаснет. Поскольку нагрузка для солнечной батареи отключилась, вновь запустится процесс зарядки конденсатора C1 до порогового напряжения открывания VT3. Опять запустится преобразователь и в конденсатор C4 поступит очередная порция заряда. После серии таких циклов напряжение на C4 возрастёт до напряжения открывания VD4 плюс суммарное напряжение на аккумуляторах. Через GB1, VD4 потечет ток зарядки аккумуляторов. Тока в несколько мА будет достаточно для падения напряжения на VD4, при котором начнёт открываться транзистор VT2. Диод VD4 используется при этом в качестве датчика тока. Пульсирующее напряжение с солнечной батареи и C1 подаётся на выпрямитель VD1 (BAS70), C2, R1. С резистора R1 выпрямленное напряжение подаётся на последовательно включенные З-И VT1 и К-Э VT2. Если вырабатываемой солнечной батареей энергии становится достаточно для одновременного открывания VT1 (напряжением на C2, R1) и VT2 (током зарядки аккумуляторов), то будет происходить шунтирование нижнего плеча делителя R4, что приведет к повышению порога открывания VT3, VT4 для запуска повышающего преобразователя. Таким образом, чем больше энергии вырабатывается солнечной батареей, тем больше становится порог запуска преобразователя, т.е. с накопительного конденсатора C1 снимается всё больший заряд энергии. При достаточном освещении, когда напряжения солнечной батареи под нагрузкой хватает для непосредственной зарядки трёх аккумуляторов (через L1, VD3, VD4), открытые VT1, VT2 шунтируют R4 настолько, что повышающий преобразователь находится в выключенном состоянии. При этом красный светодиод HL2 перестаёт мигать. Зелёный светодиод HL1 светится постоянно при напряжении на C1 более 2В для индикации работоспособности устройства. Процесс автоматического переключения режима работы происходит плавно, адаптируясь под внешнее освещение. При слабом освещении наблюдаются редкие мигания красного светодиода. С возрастанием освещённости частота мигания повышается, а также начинает в противофазе мигать зелёный светодиод. При дальнейшем повышении освещённости, когда в повышающем преобразователе надобность отпадает, остаётся гореть только зелёный светодиод. В ясную солнечную погоду ток зарядки аккумуляторов достигает 25 мА. Для ограничения выходного напряжения солнечной батареи на уровне 5,5 В предназначен стабилитрон VD2, поскольку по datasheet на NCP1450A максимальное входное напряжение для неё не должно превышать 6 В.

         Устройство собрано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 132х24мм.

         Все элементы, за исключением разъёма питания для подключения аккумуляторов, в SMD исполнении. Светодиоды HL1, HL2 – ультра яркие типоразмера 1206. Тип приобретённых светодиодов остался неизвестен, но они довольно яркие, а светиться начинают уже при микроамперных токах. Резисторы и керамические конденсаторы – типоразмера 0805 (C3 и R10 – 0603, но можно запаять и 0805 в два этажа). Конденсаторы C1, C4 – танталовые, типоразмера C. Дроссель L1 – типа CDRH6D28 на 15мкГн, 1,4А. Транзисторы применены широко распространённые, корпус SOT-23-3. Разъём питания – стандартный. Внимание! Плата разведена для наружного плюсового контакта штекера.

         Настройка устройства практически не требуется. При необходимости подбором сопротивления резисторов R2, R7 можно установить требуемую яркость свечения имеющихся светодиодов. Подбором резистора R4 можно добиться наиболее оптимального режима работы преобразователя (по максимуму КПД) при пониженной яркости освещения.

Файлы:
Файлы проекта

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

9 Простые схемы зарядного устройства для солнечных батарей

Простые солнечные зарядные устройства – это небольшие устройства, которые позволяют быстро и дешево заряжать аккумулятор с помощью солнечной энергии.

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 встроенных базовых функции:

  • Оно должно быть недорогим.
  • Удобство для неспециалистов и простота сборки.
  • Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворить основные потребности в зарядке аккумулятора.

В сообщении всесторонне объясняется девять лучших, но простых схем зарядного устройства для солнечных батарей с использованием IC LM338, транзисторов, MOSFET, понижающего преобразователя и т. Д., Которые могут быть построены и установлены даже неспециалистом для зарядки всех типов батарей и работы с другим сопутствующим оборудованием

Обзор

Солнечные панели для нас не новость, и сегодня они широко используются во всех секторах.Основное свойство этого устройства – преобразование солнечной энергии в электрическую, сделало его очень популярным, и теперь оно серьезно рассматривается как будущее решение всех кризисов или дефицитов электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрического оборудования или просто храниться в соответствующем накопителе для дальнейшего использования.

Обычно есть только один эффективный способ хранения электроэнергии – это использование аккумуляторных батарей.

Перезаряжаемые батареи, вероятно, являются лучшим и наиболее эффективным способом сбора или хранения электроэнергии для дальнейшего использования.

Энергия от солнечного элемента или солнечной панели также может эффективно храниться, чтобы ее можно было использовать в соответствии с собственными предпочтениями, обычно после захода солнца или когда стемнело, и когда накопленная мощность становится очень необходимой для работы огни.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка аккумулятора от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам:

Напряжение солнечной панели может сильно варьироваться в зависимости от падающих солнечных лучей и

Ток также варьируется по тем же причинам, указанным выше.

Две вышеуказанные причины могут сделать параметры зарядки типичной аккумуляторной батареи очень непредсказуемыми и опасными.

ОБНОВЛЕНИЕ:

Прежде чем углубляться в следующие концепции, вы, вероятно, можете попробовать это очень простое зарядное устройство для солнечных батарей, которое обеспечит безопасную и гарантированную зарядку небольшой батареи 12 В 7 Ач через небольшую солнечную панель:

Требуемые детали

  • Солнечная панель – 20 В, 1 ампер
  • IC 7812 – 1no
  • 1N4007 Диоды – 3nos
  • 2k2 Резистор 1/4 Вт – 1no

Выглядит круто, не правда ли.Фактически, ИС и диоды могут уже лежать в вашем электронном мусорном ящике, поэтому их нужно покупать. Теперь давайте посмотрим, как их можно настроить для окончательного результата.

Расчетное время, необходимое для зарядки аккумулятора с 11 В до 14 В, составляет около 8 часов.

Как мы знаем, IC 7812 выдает фиксированное напряжение 12 В на выходе, которое нельзя использовать для зарядки аккумулятора 12 В. 3 диода, подключенные к его клеммам заземления (GND), введены специально для решения этой проблемы и для увеличения выхода IC примерно до 12 + 0.7 + 0,7 + 0,7 В = 14,1 В, что как раз и требуется для полной зарядки аккумулятора 12 В.

Падение на 0,7 В на каждом диоде увеличивает порог заземления ИС на установленный уровень, вынуждая ИС регулировать выход на уровне 14,1 В вместо 12 В. Резистор 2k2 используется для активации или смещения диодов, чтобы он мог провести и обеспечить запланированное полное падение на 2,1 В.

Делаем это еще проще

Если вы ищете еще более простое солнечное зарядное устройство, то, вероятно, не может быть ничего проще, чем подключить солнечную панель соответствующего номинала напрямую к соответствующей батарее через блокирующий диод, как показано ниже:

Хотя вышеуказанная конструкция не включает в себя регулятор, она все равно будет работать, поскольку токовый выход панели является номинальным, и это значение будет только ухудшаться по мере того, как солнце меняет свое положение.

Однако для аккумулятора, который не полностью разряжен, описанная выше простая установка может нанести некоторый вред аккумулятору, так как аккумулятор будет быстро заряжаться и будет продолжать заряжаться до небезопасного уровня и в течение более длительных периодов времени. время.

1) Использование LM338 в качестве солнечного контроллера

Но благодаря современным универсальным микросхемам, таким как LM 338 и LM 317, которые могут очень эффективно справляться с вышеуказанными ситуациями, делая процесс зарядки всех аккумуляторных батарей через солнечную панель очень безопасным и желательно.

Схема простого зарядного устройства для солнечных батарей LM338 показана ниже с использованием IC LM338:

На принципиальной схеме показана простая установка с использованием IC LM 338, настроенного для работы в стандартном режиме регулируемого источника питания.

Использование функции контроля тока

Особенностью конструкции является то, что она также включает функцию контроля тока.

Это означает, что, если ток имеет тенденцию к увеличению на входе, что обычно может иметь место, когда интенсивность солнечных лучей увеличивается пропорционально, напряжение зарядного устройства пропорционально падает, снижая ток до указанного номинального значения.

Как видно на схеме, коллектор / эмиттер транзистора BC547 подключен через ADJ и землю, он становится ответственным за инициирование действий по управлению током.

По мере увеличения входного тока батарея начинает потреблять больше тока, в результате чего на резисторе R3 возникает напряжение, которое преобразуется в соответствующее базовое возбуждение транзистора.

Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что скорость тока регулируется в соответствии с безопасными требованиями к батарее.

Формула предела тока:

R3 можно рассчитать по следующей формуле

R3 = 0,7 / Максимальный предел тока

PCB Конструкция для описанной выше простой схемы зарядного устройства солнечной батареи приведена ниже:

Измеритель и входной диод не входят в состав печатной платы.

2) Схема зарядного устройства солнечной батареи за 1 доллар

Вторая конструкция объясняет дешевую, но эффективную, менее чем за 1 доллар дешевую, но эффективную схему солнечного зарядного устройства, которую может построить даже неспециалист для использования эффективной зарядки солнечных батарей.

Вам понадобится только панель солнечных батарей, селекторный переключатель и несколько диодов для установки достаточно эффективного солнечного зарядного устройства.

Что такое слежение за солнечной точкой максимальной мощности?

Для непрофессионала это было бы чем-то слишком сложным и изощренным, чтобы понять, и системой, включающей экстремальную электронику.

В некотором смысле это может быть правдой, и, конечно же, MPPT – это сложные высокопроизводительные устройства, которые предназначены для оптимизации зарядки аккумулятора без изменения кривой V / I солнечной панели.

Проще говоря, MPPT отслеживает мгновенное максимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки аккумулятора таким образом, чтобы напряжение панели оставалось неизменным или вдали от нагрузки.

Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное мгновенное напряжение не снижается близко к напряжению подключенной батареи, которая заряжается.

Например, если напряжение холостого хода вашей солнечной панели составляет 20 В, а заряжаемая батарея рассчитана на 12 В, и если вы подключите их напрямую, напряжение на панели упадет до напряжения батареи, что приведет к слишком неэффективно.

И наоборот, если бы вы могли сохранить неизменным напряжение панели, но извлечь из него наилучший из возможных вариантов зарядки, это заставило бы систему работать по принципу MPPT.

Таким образом, все дело в оптимальной зарядке аккумулятора без снижения напряжения на панели.

Существует один простой и нулевой метод реализации вышеуказанных условий.

Выберите солнечную панель, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. То есть для батареи 12 В вы можете выбрать панель с напряжением 15 В, что обеспечит максимальную оптимизацию обоих параметров.

Однако практически вышеуказанных условий может быть трудно достичь, потому что солнечные панели никогда не производят постоянную мощность и имеют тенденцию генерировать ухудшающиеся уровни мощности в ответ на меняющееся положение солнечных лучей.

Вот почему всегда рекомендуется использовать солнечную панель с более высоким номиналом, чтобы даже в худших дневных условиях она продолжала заряжаться.

Сказав, что нет необходимости использовать дорогие системы MPPT, вы можете получить аналогичные результаты, потратив на это несколько долларов.Следующее обсуждение прояснит процедуры.

Как работает схема

Как обсуждалось выше, для того, чтобы избежать ненужной нагрузки на панель, нам необходимо иметь условия, идеально подходящие для фотоэлектрического напряжения и напряжения батареи.

Это можно сделать, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или имеющийся у вас мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете ожидать, что он будет автоматическим, вам, возможно, придется работать с переключателем довольно много раз в день.

Мы знаем, что прямое падение напряжения на выпрямительном диоде составляет около 0,6 В, поэтому, добавив много диодов последовательно, можно изолировать панель от перетаскивания на подключенное напряжение батареи.

Ссылаясь на схему, приведенную ниже, можно организовать маленькое классное зарядное устройство MPPT с использованием показанных дешевых компонентов.

Предположим, что на схеме напряжение холостого хода панели составляет 20 В, а батарея рассчитана на 12 В.

Их прямое подключение приведет к увеличению напряжения панели до уровня заряда батареи, что сделает работу неприемлемой.

Последовательно добавляя 9 диодов, мы эффективно изолируем панель от нагрузки и перетаскивания к напряжению батареи, но при этом извлекаем из нее максимальный зарядный ток.

Общее прямое падение объединенных диодов будет около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В дает около 20 В, что означает, что после последовательного соединения всех диодов во время пикового солнечного света напряжение на панели незначительно упадет до примерно 19 В. эффективная зарядка аккумулятора.

Теперь предположим, что солнце начинает опускаться, вызывая падение напряжения на панели ниже номинального. Это можно контролировать с помощью подключенного вольтметра и пропускать несколько диодов до тех пор, пока аккумулятор не будет восстановлен с получением оптимальной мощности.

Символ стрелки, показанный при подключении к плюсу напряжения панели, можно заменить поворотным переключателем для рекомендуемого выбора диодов, включенных последовательно.

Реализовав описанную выше ситуацию, можно эффективно моделировать четкие условия зарядки MPPT без использования дорогостоящих устройств.Вы можете сделать это для всех типов панелей и батарей, просто подключив большее количество диодов последовательно.

3) Схема солнечного зарядного устройства и драйвера для белого светодиода SMD высокой мощности 10 Вт / 20 Вт / 30 Вт / 50 Вт

Третья идея учит нас, как построить простой светодиод на солнечной батарее со схемой зарядного устройства для освещения светодиодов высокой мощности (SMD) в порядка 10 ватт на 50 ватт. Светодиоды SMD полностью защищены от перегрева и перегрузки по току с помощью недорогого каскада ограничения тока LM 338. Идею запросил г-н.Сарфраз Ахмад.

Технические характеристики

В основном я сертифицированный инженер-механик из Германии 35 лет назад, много лет работал за границей и уехал много лет назад из-за личных проблем дома.
Извините, что беспокою вас, но я знаю о ваших способностях и опыте в области электроники и искренности, чтобы помочь и направить таких начинающих, как я. Я видел эту схему где-то для 12 В постоянного тока.

Я подключил к SMD, 12 В 10 Вт, конденсатор 1000 мкФ, 16 В и мостовой выпрямитель, на нем вы можете увидеть номер детали.Когда я включаю свет, выпрямитель начинает нагреваться, и оба SMD тоже. Боюсь, если оставить эти лампы включенными в течение длительного времени, это может повредить SMD и выпрямитель. Не знаю, в чем проблема. Вы можете мне помочь.

У меня на крыльце есть свет, который включается на диске и выключается на рассвете. К сожалению, из-за отключения нагрузки, когда нет электричества, этот свет не горит до тех пор, пока электричество не вернется.

Я хочу установить как минимум два SMD (12 В) с LDR, чтобы, как только свет погас, загорелся свет SMD.Я хочу добавить еще два аналогичных светильника в другом месте на крыльце автомобиля, чтобы все они были освещены. Я думаю, что если я подключу все эти четыре SMD-светильника к источнику питания 12 В, который будет получать питание от цепи ИБП.

Конечно, это приведет к дополнительной нагрузке на батарею ИБП, которая вряд ли полностью заряжена из-за частого отключения нагрузки. Другое лучшее решение – установить 12-вольтовую солнечную панель и прикрепить к ней все четыре SMD-светильника. Он зарядит аккумулятор и включит / выключит свет.

Эта солнечная панель должна поддерживать эти огни всю ночь и отключаться на рассвете. Пожалуйста, также помогите мне и расскажите подробнее об этой схеме / проекте.

Вы можете найти время, чтобы выяснить, как это сделать. Я пишу вам, так как, к сожалению, ни один продавец электроники или солнечной энергии на нашем местном рынке не готов мне помочь. Ни один из них, похоже, не имеет технической квалификации и они просто хотят продать свои запчасти.

Sarfraz Ahmad

Равалпинди, Пакистан

Конструкция

На показанной выше солнечной светодиодной схеме SMD мощностью от 10 до 50 Вт с автоматическим зарядным устройством мы видим следующие этапы:

  • Солнечная панель
  • Пара цепей регулятора LM338 с регулируемым током
  • Реле переключения
  • Перезаряжаемая батарея
  • и 40-ваттный светодиодный SMD-модуль

Вышеупомянутые ступени объединены следующим образом:

Два Ступени LM 338 сконфигурированы в стандартных режимах регулятора тока с использованием соответствующих сопротивлений измерения тока для обеспечения выхода с регулируемым током для соответствующей подключенной нагрузки.

Нагрузкой для левого LM338 является аккумулятор, который заряжается от этого каскада LM338 и входной источник солнечной панели. Резистор Rx рассчитывается таким образом, что батарея получает установленный ток и не перезаряжается.

Правая сторона LM 338 загружена светодиодным модулем, и здесь Ry проверяет, что модуль получает правильную заданную величину тока, чтобы защитить устройства от теплового разгона.

Напряжение на солнечной панели может быть от 18 до 24 В.

Реле вводится в схему и соединяется со светодиодным модулем таким образом, что оно включается только ночью или когда темно ниже порогового значения для солнечной панели для выработки необходимой любой мощности.

Пока доступно солнечное напряжение, реле остается под напряжением, изолируя светодиодный модуль от батареи и гарантируя, что светодиодный модуль мощностью 40 Вт остается выключенным в дневное время и во время зарядки аккумулятора.

После наступления сумерек, когда солнечное напряжение становится достаточно низким, реле больше не может удерживать свое положение Н / Н и переключается на переключение Н / З, соединяя батарею со светодиодным модулем и освещая массив через доступный полностью заряженный аккумулятор.

Видно, что светодиодный модуль прикреплен к радиатору, который должен быть достаточно большим для достижения оптимального результата от модуля и для обеспечения более длительного срока службы и яркости устройства.

Расчет номиналов резисторов

Указанные ограничивающие резисторы можно рассчитать по приведенным формулам:

Rx = 1,25 / ток зарядки аккумулятора

Ry = 1,25 / номинальный ток светодиода.

Предполагая, что это свинцово-кислотная батарея на 40 Ач, предпочтительный зарядный ток должен составлять 4 ампера.

, следовательно, Rx = 1,25 / 4 = 0,31 Ом

мощность = 1,25 x 4 = 5 Вт

Ток светодиода можно найти, разделив его общую мощность на номинальное напряжение, то есть 40/12 = 3,3 ампера

следовательно Ry = 1,25 / 3 = 0,4 Ом

мощность = 1,25 x 3 = 3,75 Вт или 4 Вт.

Ограничительные резисторы не используются для светодиодов мощностью 10 Вт, так как входное напряжение от батареи соответствует указанному пределу 12 В для светодиодного модуля и, следовательно, не может превышать безопасные пределы.

Приведенное выше объяснение показывает, как микросхему LM338 можно просто использовать для создания полезной схемы солнечного светодиодного освещения с автоматическим зарядным устройством.

4) Автоматическая цепь солнечного освещения с использованием реле

В нашей 4-й автоматической цепи солнечного освещения мы включаем одно реле в качестве переключателя для зарядки аккумулятора в дневное время или пока солнечная панель вырабатывает электричество, а также для освещения подключенный светодиод, пока панель не активна.

Обновление до реле переключения

В одной из моих предыдущих статей, в которой объяснялась простая схема солнечного садового освещения, мы использовали один транзистор для операции переключения.

Одним из недостатков более ранней схемы является то, что она не обеспечивает регулируемую зарядку аккумулятора, хотя это не может быть строго важным, поскольку аккумулятор никогда не заряжается до полного потенциала, этот аспект может потребовать улучшения.

Еще одним связанным недостатком более ранней схемы является ее низкая мощность, которая не позволяет использовать батареи высокой мощности и светодиоды.

Следующая схема эффективно решает обе вышеупомянутые проблемы с помощью реле и транзисторного каскада эмиттерного повторителя.

Принципиальная схема

Как это работает

Во время оптимального солнечного света реле получает достаточную мощность от панели и остается включенным с активированными замыкающими контактами.

Это позволяет аккумулятору получать зарядное напряжение через стабилизатор напряжения на транзисторном эмиттерном повторителе.

Конструкция эмиттерного повторителя сконфигурирована с использованием TIP122, резистора и стабилитрона. Резистор обеспечивает необходимое смещение для проводимости транзистора, в то время как значение стабилитрона ограничивает напряжение эмиттера, которое контролируется на уровне чуть ниже значения напряжения стабилитрона.

Таким образом, стабилитрон выбирается соответствующим образом, чтобы соответствовать зарядному напряжению подключенной батареи.

Для батареи 6 В напряжение стабилитрона может быть выбрано как 7,5 В, для батареи 12 В напряжение стабилитрона может быть около 15 В и так далее.

Эмиттерный повторитель также следит за тем, чтобы аккумулятор никогда не перезарядился сверх установленного предела заряда.

В вечернее время, когда обнаруживается значительное падение солнечного света, реле блокируется от требуемого минимального напряжения удержания, заставляя его переключаться с замыкающего контакта на замыкающий.

Вышеупомянутое переключение реле мгновенно переводит аккумулятор из режима зарядки в режим светодиода, подсвечивая светодиод через напряжение аккумулятора.

Список деталей для автоматической цепи солнечного освещения 6 В / 4 Ач с релейным переключением
  1. Солнечная панель = 9 В, 1 ампер
  2. Реле = 6 В / 200 мА
  3. Rx = 10 Ом / 2 Вт
  4. стабилитрон = 7,5 В, 1/2 ватта

5) Схема транзисторного контроллера солнечного зарядного устройства

Пятая идея, представленная ниже, описывает простую схему солнечного зарядного устройства с автоматическим отключением с использованием только транзисторов.Идея была предложена г-ном Мубараком Идрисом.

Цели и требования схемы

  1. Пожалуйста, сэр, не могли бы вы сделать мне литий-ионный аккумулятор 12 В, 28,8 Ач, автоматический контроллер заряда, использующий солнечную панель в качестве источника питания, который составляет 17 В при 4,5 А при максимальном солнечном освещении.
  2. Контроллер заряда должен иметь возможность иметь защиту от перезарядки и отключение низкого заряда батареи, а схема должна быть простой для новичка без микросхемы или микроконтроллера.
  3. Схема должна использовать реле или bjt-транзисторы в качестве переключателя и стабилитрона для опорного напряжения, спасибо, сэр, надеюсь скоро услышать от вас!

Конструкция

Конструкция печатной платы (сторона компонентов)

Ссылаясь на приведенную выше простую схему солнечного зарядного устройства с использованием транзисторов, автоматическое отключение для полного уровня заряда и нижнего уровня осуществляется через пару BJT, сконфигурированных как компараторы .

Вспомните более раннюю схему индикатора низкого заряда батареи с использованием транзисторов, где низкий уровень заряда батареи указывался с помощью всего двух транзисторов и нескольких других пассивных компонентов.

Здесь мы используем идентичный дизайн для определения уровня заряда батареи и для обеспечения необходимого переключения батареи через солнечную панель и подключенную нагрузку.

Давайте предположим, что изначально у нас есть частично разряженная батарея, из-за которой первый BC547 слева перестает проводить (это устанавливается путем настройки базовой предустановки на этот пороговый предел) и позволяет проводить следующее BC547.

Когда этот BC547 проводит, он позволяет TIP127 включиться, что, в свою очередь, позволяет напряжению солнечной панели достигать батареи и начинать ее зарядку.

Вышеупомянутая ситуация, наоборот, удерживает TIP122 выключенным, так что нагрузка не может работать.

По мере того, как батарея начинает заряжаться, напряжение на шинах питания также начинает расти до точки, когда левая сторона BC547 может просто проводить ток, в результате чего правая сторона BC547 перестает проводить дальше.

Как только это происходит, TIP127 блокируется от отрицательных базовых сигналов, и он постепенно перестает проводить, так что батарея постепенно отключается от напряжения солнечной панели.

Однако вышеупомянутая ситуация позволяет TIP122 медленно получать триггер смещения базы, и он начинает проводить … что гарантирует, что теперь нагрузка может получить необходимое питание для своих операций.

Вышеупомянутая схема солнечного зарядного устройства, использующая транзисторы и с автоматическим отключением, может использоваться для любых небольших приложений солнечного контроллера, таких как безопасная зарядка аккумуляторов мобильных телефонов или других форм литий-ионных аккумуляторов.

Для , получившего регулируемое зарядное устройство

Следующая конструкция показывает, как преобразовать или модернизировать приведенную выше принципиальную схему в регулируемое зарядное устройство, чтобы аккумулятор поставлялся с фиксированным и стабилизированным выходом независимо от повышения напряжения. от солнечной панели.

Вышеупомянутые конструкции могут быть дополнительно упрощены, как показано на следующей схеме контроллера солнечной батареи с перезарядкой и переразрядкой:

Нижний NPN-транзистор – BC547 (не показан на схеме)

Здесь стабилитрон ZX решает аккумулятор полностью заряжен и может быть рассчитан по следующей формуле:

ZX = значение полного заряда аккумулятора + 0.6

Например, если уровень полной зарядки аккумулятора составляет 14,2 В, то ZX может иметь стабилитрон 14 + 0,6 = 14,6 В, который можно построить, добавив несколько последовательно соединенных стабилитронов вместе с несколькими диодами 1N4148, если необходимо.

Стабилитрон ZY определяет точку отсечки чрезмерной разрядки батареи и может быть просто равен значению желаемого низкого заряда батареи.

Например, если минимальный низкий уровень заряда батареи составляет 11 В, тогда ZY может быть выбран как стабилитрон на 11 В.

6) Схема карманного светодиодного освещения на солнечной батарее

Шестая конструкция здесь объясняет простую недорогую схему карманного светодиодного освещения на солнечной батарее, которая может использоваться нуждающимися и малоимущими слоями общества для дешевого освещения своих домов в ночное время.

Идея была предложена г-ном Р.К. Rao

Цели и требования схемы

  1. Я хочу сделать карманный светодиодный светильник SOLAR из прозрачного пластикового бокса 9 см x 5 см x 3 см [доступный на рынке за 3 рупии] с использованием светодиода мощностью 1 Вт / 20 мА Светодиоды питаются от герметичной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи 4 В, 1 А [SUNCA / VICTARI], а также с возможностью зарядки с помощью зарядного устройства для сотового телефона [при наличии сетевого тока].
  2. Батарея подлежит замене, если она разряжена после использования в течение 2/3 лет / предписанного срока службы сельским / племенным пользователем.
  3. Предназначен для использования детьми из племен / деревень, чтобы зажечь книгу; На рынке есть лучшие светодиодные фонари по цене около 500 рупий [d.light] за 200 рупий [Thrive].
  4. Эти фонари хороши, за исключением того, что у них есть мини-солнечная панель и яркий светодиод со сроком службы десять лет, если не больше, но с перезаряжаемой батареей без возможности ее замены, если она разрядится после двух или трех лет использования. это пустая трата ресурсов и неэтична.
  5. Я планирую проект, в котором батарею можно будет заменить, приобрести на месте по низкой цене.Цена на свет не должна превышать 100/150 рупий.
  6. Он будет продаваться на некоммерческой основе через НПО в районах проживания племен и, в конечном итоге, будет поставлять комплекты для молодежи из племен / сельских районов, чтобы они могли изготавливать их в деревне.
  7. Я вместе с коллегой сделал несколько светильников с батареями большой мощности 7V EW и 2x20mA pirahna Led и проверил их – они длились более 30 часов непрерывного освещения, достаточного для освещения книги с полуметрового расстояния; и еще один с солнечной батареей 4 В и светодиодом мощностью 350 А мощностью 1 Вт, обеспечивающим достаточно света для приготовления пищи в хижине.
  8. Можете ли вы предложить схему с одной перезаряжаемой батареей AA / AAA, мини-солнечной панелью размером 9×5 см для установки на крышку коробки, усилителем постоянного и постоянного тока и светодиодами 20 мА. Если вы хотите, чтобы я пришел к вам для обсуждения, я могу.
  9. Вы можете увидеть огни, которые мы сделали, на фотографиях в Google по адресу https://goo.gl/photos/QyYU1v5Kaag8T1WWA Спасибо,

Дизайн

По запросу, солнечные карманные светодиодные схемы должны быть компактный, работает с одним 1.Элемент 5AAA, использующий преобразователь постоянного тока в постоянный и оснащенный саморегулирующейся схемой солнечного зарядного устройства.

Схема, показанная ниже, вероятно, удовлетворяет всем вышеперечисленным спецификациям, но все же остается в пределах доступного диапазона.

Принципиальная схема

Конструкция представляет собой базовую схему «похититель джоулей», в которой используется один элемент фонарика, BJT и индуктор для питания любого стандартного светодиода на 3,3 В.

На схеме показан светодиод мощностью 1 Вт, хотя можно использовать светодиод меньшего размера с высокой яркостью 30 мА.

Схема солнечного светодиода способна выдавить последнюю каплю «джоуля» или заряда из элемента, отсюда и название «джоулевый вор», что также подразумевает, что светодиод будет продолжать светиться до тех пор, пока внутри элемента практически ничего не останется. Однако аккумулятор здесь не рекомендуется разряжать ниже 1 В.

Зарядное устройство на 1,5 В в конструкции построено с использованием другого маломощного BJT, сконфигурированного в его конфигурации эмиттерного повторителя, что позволяет ему выдавать выходное напряжение эмиттера, которое точно равно потенциалу на его базе, установленному предустановкой 1K.Это должно быть точно установлено так, чтобы эмиттер выдавал не более 1,8 В при входном постоянном токе более 3 В.

Источником входного постоянного тока является солнечная панель, которая может обеспечивать превышение 3 В при оптимальном солнечном свете и позволять зарядному устройству заряжать аккумулятор с максимальным выходным напряжением 1,8 В.

При достижении этого уровня эмиттерный повторитель просто запрещает дальнейшую зарядку элемента, предотвращая любую возможность перезарядки.

Индуктор для схемы карманного солнечного светодиода состоит из небольшого трансформатора с ферритовым кольцом, имеющего 20:20 витков, которые можно соответствующим образом изменить и оптимизировать для обеспечения наиболее благоприятного напряжения для подключенного светодиода, которое может сохраняться даже до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 1.2V.

7) Простое солнечное зарядное устройство для уличных фонарей

Седьмое солнечное зарядное устройство, обсуждаемое здесь, лучше всего подходит, поскольку солнечная светодиодная уличная система освещения специально разработана для начинающих любителей, которые могут построить ее, просто обратившись к представленной здесь графической схеме.

Благодаря простой и относительно дешевой конструкции система может быть подходящим образом использована для уличного освещения в деревнях или в других подобных отдаленных районах, тем не менее, это никоим образом не ограничивает ее использование и в городах.

Основные характеристики этой системы:

1) Зарядка с управлением по напряжению

2) Работа светодиодов с контролем тока

3) Реле не используются, все твердотельные конструкции

4) Отключение нагрузки при низком критическом напряжении

5) Индикаторы низкого и критического напряжения

6) Отключение при полной зарядке не включено для простоты и потому, что зарядка ограничена контролируемым уровнем, который никогда не позволит аккумулятору перезарядиться.

7) Использование популярных микросхем, таких как LM338, и транзисторов, таких как BC547, обеспечивает беспроблемную закупку.

8) Ступень определения дневного и ночного режима, обеспечивающая автоматическое выключение в сумерках и включение на рассвете.

Вся принципиальная схема предлагаемой простой светодиодной системы уличного освещения проиллюстрирована ниже:

Схема соединений

Цепной каскад, состоящий из T1, T2 и P1, сконфигурирован в простой датчик низкого заряда батареи, индикаторную схему

Точно идентичный Этап также можно увидеть чуть ниже, используя T3, T4 и связанные с ними детали, которые образуют еще один каскад детектора низкого напряжения.

Ступень T1, T2 определяет напряжение аккумулятора, когда оно падает до 13 В, путем включения подключенного светодиода на коллекторе T2, в то время как ступень T3, T4 обнаруживает напряжение аккумулятора, когда оно падает ниже 11 В, и указывает ситуацию, загорая индикатор Светодиод связан с коллектором Т4.

P1 используется для регулировки ступени T1 / T2 таким образом, чтобы светодиод T2 загорался только при напряжении 12 В, аналогично P2 настраивается так, чтобы светодиод T4 начинал светиться при напряжении ниже 11 В.

IC1 LM338 сконфигурирован как простой источник питания с регулируемым напряжением для точного регулирования напряжения солнечной панели до 14 В, это делается путем соответствующей настройки предустановки P3.

Этот выход IC1 используется для зарядки аккумуляторной батареи уличного фонаря в дневное время и при ярком солнечном свете.

IC2 – это еще одна микросхема LM338, подключенная в режиме регулятора тока, ее входной контакт соединен с плюсом батареи, а выход соединен со светодиодным модулем.

IC2 ограничивает уровень тока от батареи и подает правильное количество тока на светодиодный модуль, чтобы он мог безопасно работать в ночном режиме резервного копирования.

T5 – это силовой транзистор, который действует как переключатель и срабатывает на стадии критического разряда батареи, когда напряжение батареи стремится достичь критического уровня.

Каждый раз, когда это происходит, база T5 мгновенно заземляется с помощью T4, мгновенно отключая его. Когда Т5 выключен, светодиодный модуль может светиться и, следовательно, также выключен.

Это состояние предотвращает и предохраняет аккумулятор от чрезмерной разрядки и повреждения. В таких ситуациях аккумулятору может потребоваться внешняя зарядка от сети с использованием источника питания 24 В, подключенного к линиям питания солнечной панели, через катод D1 и землю.

Ток от этого источника можно указать на уровне около 20% от емкости батареи, и батарею можно заряжать до тех пор, пока оба светодиода не перестанут светиться.

Транзистор T6 вместе с его базовыми резисторами расположен так, чтобы обнаруживать питание от солнечной панели и гарантировать, что светодиодный модуль остается отключенным до тех пор, пока разумный объем питания доступен от панели, или, другими словами, T6 сохраняет светодиод модуль отключается до тех пор, пока не становится достаточно темно для светодиодного модуля, а затем включается.Обратное происходит на рассвете, когда светодиодный модуль автоматически выключается. R12, R13 следует тщательно отрегулировать или выбрать для определения желаемых пороговых значений для циклов включения / выключения светодиодного модуля.

Как построить

Для успешного завершения этой простой системы уличного освещения описанные этапы должны быть построены отдельно и проверены отдельно перед интеграцией. их вместе.

Сначала соберите ступень T1, T2 вместе с R1, R2, R3, R4, P1 и светодиодом.

Затем, используя регулируемый источник питания, подайте точные 13 В на этот каскад T1, T2 и отрегулируйте P1 так, чтобы светодиод просто загорелся, немного увеличьте напряжение, скажем, 13.5V и светодиод должен погаснуть. Этот тест подтвердит правильную работу этого каскада индикатора низкого напряжения.

Сделайте то же самое, что и ступень T3 / T4, и установите P2 аналогичным образом, чтобы светодиод светился при напряжении 11 В, что становится критической настройкой уровня для ступени.

После этого вы можете перейти к этапу IC1 и отрегулировать напряжение на его «корпусе» и земле до 14 В, отрегулировав P3 до нужной степени. Это нужно снова сделать, подав напряжение 20 В или 24 В на его входной контакт и линию заземления.

Ступень IC2 может быть сконструирован, как показано, и не потребует какой-либо процедуры настройки, за исключением выбора R11, который может быть выполнен с использованием формулы, выраженной в этой статье об универсальном ограничителе тока

Список деталей

  • R1, R2, R3 R4, R5, R6, R7 R8, R9, R12 = 10k, 1/4 WATT
  • P1, P2, P3 = 10K PRESETS
  • R10 = 240 OHMS 1/4 WATT
  • R13 = 22K
  • D1, D3 = 6A4 ДИОД
  • D2, D4 = 1N4007
  • T1, T2, T3, T4 = BC547
  • T5 = TIP142
  • R11 = СМОТРЕТЬ ТЕКСТ
  • IC1, IC2 = LM338 Модуль подключения IC TO3
  • 9000 Сделано с помощью Светодиодные индикаторы мощностью 1 Вт при последовательном и параллельном подключении
  • Батарея = 12 В SMF, 40 Ач
  • Солнечная панель = 20/24 В, 7 ампер

Создание светодиодного модуля на 24 Вт

Светодиодный модуль на 24 Вт для вышеупомянутой простой солнечной улицы световую систему можно построить, просто соединив 24 светодиода мощностью 1 Вт, как показано на следующем рисунке:

8) Схема понижающего преобразователя солнечной панели с защитой от перегрузки

В восьмой концепции солнечной батареи, обсуждаемой ниже, говорится о простой схеме понижающего преобразователя солнечной панели, которую можно использовать для получения любого желаемого низкого пониженного напряжения на входах от 40 до 60 В.Схема обеспечивает очень эффективное преобразование напряжения. Идея была предложена господином Дипаком.

Технические характеристики

Я ищу понижающий преобразователь постоянного тока со следующими характеристиками.

1. Входное напряжение = от 40 до 60 В постоянного тока

2. Выходное напряжение = регулируемое 12, 18 и 24 В постоянного тока (несколько выходов из одной и той же цепи не требуются. Отдельная цепь для каждого выходного напряжения также штраф)

3.Максимальный выходной ток = 5-10A

4. Защита на выходе = перегрузка по току, короткое замыкание и т. Д.

5. Небольшой светодиодный индикатор работы устройства будет преимуществом.

Был бы признателен, если бы вы помогли мне разработать схему.

С уважением,
Deepak

Конструкция

Предлагаемая схема понижающего преобразователя с 60 В на 12 В, 24 В показана на рисунке ниже, детали можно понять, как описано ниже:

конфигурацию можно разделить на этапы, а именно.каскад нестабильного мультивибратора и понижающий преобразователь, управляемый МОП-транзистором.

BJT T1, T2 вместе со связанными с ним частями образуют стандартную схему AMV, подключенную для генерации частоты с частотой примерно от 20 до 50 кГц.

Mosfet Q1 вместе с L1 и D1 образуют стандартную топологию понижающего преобразователя для реализации необходимого понижающего напряжения на C4.

AMV управляется входом 40 В, и генерируемая частота подается на затвор подключенного МОП-транзистора, который мгновенно начинает колебаться при доступном токе от входа, управляющего сетью L1, D1.

Вышеупомянутое действие генерирует необходимое пониженное напряжение на C4,

D2 гарантирует, что это напряжение никогда не превышает номинальную отметку, которая может быть фиксированной 30 В.

Это макс. Предельное пониженное напряжение 30 В далее подается на регулятор напряжения LM396, который может быть настроен на получение конечного желаемого напряжения на выходе с максимальной скоростью 10 ампер.

Выход может использоваться для зарядки предполагаемого аккумулятора.

Принципиальная схема

Список деталей для вышеуказанного понижающего преобразователя на 60 В, 12 В, 24 В на выходе для солнечных панелей.
  • R1 — R5 = 10K
  • R6 = 240 Ом
  • R7 = 10K POT
  • C1, C2 = 2nF
  • C3 = 100uF / 100V
  • C4 = 100uF / 50V
  • Q1, = ANY МОП-транзистор с P-каналом на 20 А
  • T1, T2 = BC546
  • D1 = ЛЮБОЙ ДИОД БЫСТРОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ 10 А
  • D2 = ЗЕНЕР 30 В 1 Вт
  • D3 = 1N4007
  • L1 = 30 витков 21 провода с суперэмалированной медью SWG Ферритовый стержень диаметром 10 мм.

9) Домашняя солнечная установка электричества для жизни вне сети

Девятая уникальная конструкция, описанная здесь, иллюстрирует простую расчетную конфигурацию, которую можно использовать для реализации электричества от солнечных панелей любого желаемого размера для удаленных домов или для обеспечения автономной системы электроснабжения от солнечных батарей.

Технические характеристики

Я очень уверен, что у вас должна быть наготове такая принципиальная схема. Просматривая ваш блог, я заблудился и не мог выбрать ни одного, наиболее подходящего для моих требований.

Я просто пытаюсь изложить здесь свое требование и убедиться, что я правильно его понял.

(Это пилотный проект для меня, чтобы отважиться в этой области. Вы можете считать меня большим нулевым в электротехнике.)

Моя основная цель – максимально использовать солнечную энергию и свести мои счета за электричество к минимуму. (🙁 Я остаюсь в Thane. Итак, вы можете представить себе счета за электричество.) Итак, вы можете считать, что я полностью делаю систему освещения на солнечной энергии для своего дома.

1. Когда достаточно солнечного света, мне не нужен искусственный свет. Как только интенсивность солнечного света падает ниже допустимой нормы, я хочу, чтобы мой свет включался автоматически.

Я бы хотел их выключить перед сном.3. Моя текущая система освещения (которую я хочу осветить) состоит из двух обычных ламп яркого света (36 Вт / 880 8000K) и четырех КЛЛ мощностью 8 Вт.

Хотел бы воспроизвести всю установку со светодиодным освещением на солнечной энергии.

Как я уже сказал, я большой ноль в области электричества. Итак, пожалуйста, помогите мне также с ожидаемой стоимостью установки.

Модель

36 Вт x 2 плюс 8 Вт дает в сумме около 80 Вт, что является общим требуемым уровнем потребления.

Теперь, поскольку лампы предназначены для работы при уровнях сетевого напряжения, которое в Индии составляет 220 В, становится необходим инвертор для преобразования напряжения солнечной панели в требуемые характеристики для включения фонарей.

Кроме того, поскольку для работы инвертора требуется аккумулятор, который можно предположить как аккумулятор на 12 В, все параметры, необходимые для настройки, могут быть рассчитаны следующим образом:

Общее предполагаемое потребление = 80 Вт.

Вышеуказанная мощность может потребляться с 6 утра до 6 вечера, что становится максимальным периодом, который можно оценить, и это примерно 12 часов.

Умножение 80 на 12 дает = 960 ватт-час.

Это означает, что солнечная панель должна будет производить столько ватт-часов в течение желаемого периода в 12 часов в течение всего дня.

Однако, поскольку мы не ожидаем получения оптимального солнечного света в течение года, мы можем предположить, что средний период оптимального дневного света составляет около 8 часов.

Разделив 960 на 8, мы получим 120 Вт, что означает, что необходимая солнечная панель должна быть не менее 120 Вт.

Если выбрано напряжение панели около 18 В, текущие характеристики будут 120/18 = 6.66 ампер или просто 7 ампер.

Теперь давайте посчитаем размер аккумулятора, который может использоваться для инвертора и который может потребоваться для зарядки от указанной выше солнечной панели.

Опять же, поскольку общее количество ватт-часов за весь день рассчитано примерно на 960 Вт, разделив это на напряжение батареи (которое предполагается равным 12 В), мы получим 960/12 = 80, это около 80 или просто 100 Ач. , поэтому необходимая батарея должна быть рассчитана на 12 В, 100 Ач для обеспечения оптимальной работы в течение дня (период 12 часов).

Нам также понадобится контроллер заряда от солнечной батареи для зарядки аккумулятора, а поскольку аккумулятор будет заряжаться в течение примерно 8 часов, скорость зарядки должна быть около 8% от номинальной Ач, что составляет 80 x 8% = 6,4 ампера, поэтому контроллер заряда должен быть определен так, чтобы комфортно обрабатывать не менее 7 ампер для требуемой безопасной зарядки аккумулятора.

На этом завершаются все расчеты солнечных панелей, батарей и инверторов, которые могут быть успешно реализованы для любого подобного типа установки, предназначенного для проживания вне сети в сельской местности или другой удаленной местности.

Для других спецификаций V, I цифры могут быть изменены в приведенных выше расчетах для достижения соответствующих результатов.

В случае, если аккумулятор кажется ненужным, и солнечная панель также может быть напрямую использована для управления инвертором.

Простая схема регулятора напряжения солнечной панели может быть показана на следующей схеме, данный переключатель может использоваться для выбора варианта зарядки аккумулятора или прямого управления инвертором через панель.

В приведенном выше случае регулятор должен вырабатывать от 7 до 10 ампер тока, поэтому в ступени зарядного устройства необходимо использовать LM396 или LM196.

Вышеупомянутый регулятор солнечной панели может быть сконфигурирован со следующей простой схемой инвертора, которая будет вполне достаточной для питания запрошенных ламп через подключенную солнечную панель или аккумулятор.

Список деталей для вышеуказанной схемы инвертора: R1, R2 = 100 Ом, 10 Вт

R3, R4 = 15 Ом 10 Вт

T1, T2 = TIP35 на радиаторах

Последняя строка в запросе предлагает вариант светодиодной спроектирован для замены и модернизации существующих люминесцентных ламп КЛЛ.То же самое можно реализовать, просто исключив аккумулятор и инвертор и интегрировав светодиоды с выходом солнечного регулятора, как показано ниже:

Минус адаптера должен быть подключен и объединен с минусом солнечной панели

Последние мысли

Итак, друзья, это были 9 основных конструкций зарядных устройств для солнечных батарей, которые были вручную выбраны с этого веб-сайта.

В блоге вы найдете много других таких усовершенствованных конструкций на основе солнечных батарей для дальнейшего чтения.И да, если у вас есть какие-либо дополнительные идеи, вы можете обязательно представить их мне, я обязательно представлю их здесь, чтобы наши зрители получили удовольствие от чтения.

Отзыв от одного из читателей.

Hi Swagatam,

Я наткнулся на ваш сайт и считаю вашу работу очень вдохновляющей. В настоящее время я работаю по программе естественных наук, технологий, инженерии и математики (STEM) для студентов 4-5 курсов в Австралии. Проект направлен на повышение интереса детей к науке и ее взаимосвязи с реальными приложениями.

Программа также привносит сочувствие в процесс инженерного проектирования, когда молодые учащиеся знакомятся с реальным проектом (контекстом) и взаимодействуют со своими одноклассниками для решения мирской проблемы. В течение следующих трех лет мы сосредоточены на ознакомлении детей с наукой об электричестве и практическим применением электротехники. Введение в то, как инженеры решают реальные проблемы на благо общества.

В настоящее время я работаю над онлайн-контентом для программы, которая будет ориентирована на молодых учащихся (4-6 классы), изучающих основы электричества, в частности, возобновляемых источников энергии, т.е.е. солнечный в данном случае. Посредством программы самостоятельного обучения дети узнают и исследуют электричество и энергию по мере того, как они знакомятся с реальным проектом, то есть с освещением детей, проживающих в лагерях беженцев по всему миру. По завершении пятинедельной программы дети объединяются в группы, чтобы построить солнечные светильники, которые затем отправляют детям из неблагополучных семей по всему миру.

Как некоммерческий образовательный фонд, мы ищем вашу помощь в разработке простой принципиальной схемы, которую можно было бы использовать для создания солнечного светильника мощностью 1 Вт в качестве практического занятия в классе.Мы также закупили у производителя 800 комплектов солнечного света, которые дети собирают, однако нам нужен кто-то, чтобы упростить принципиальную схему этих комплектов освещения, которые будут использоваться для простых уроков по электричеству, схемам и расчету мощности. вольт, ток и преобразование солнечной энергии в электрическую.

Я с нетерпением жду вашего ответа и продолжаю вашу вдохновляющую работу.

Решение запроса

Я ценю ваш интерес и ваши искренние усилия по просвещению нового поколения в области солнечной энергии.
Я приложил самую простую, но эффективную схему драйвера светодиода, которую можно использовать для безопасного освещения 1-ваттного светодиода от солнечной панели с минимальным количеством деталей.
Обязательно прикрепите к светодиоду радиатор, иначе он может быстро сгореть из-за перегрева.
Схема управляется напряжением и током для обеспечения оптимальной безопасности светодиода.
Сообщите мне, если у вас возникнут дополнительные сомнения.

Разработка зарядного устройства для солнечных батарей

Введение

Рынок портативных электронных устройств, работающих на солнечной энергии, продолжает расти, поскольку потребители ищут способы снизить потребление энергии и проводить больше времени на открытом воздухе.Поскольку солнечная энергия непостоянна и ненадежна, почти все устройства на солнечной энергии имеют перезаряжаемые батареи. Цель состоит в том, чтобы извлечь как можно больше солнечной энергии для быстрой зарядки аккумуляторов и поддержания заряда.

Солнечные элементы по своей сути являются неэффективными устройствами, но у них есть точка максимальной выходной мощности, поэтому работа в этой точке кажется очевидной целью проектирования. Проблема в том, что ВАХ максимальной выходной мощности изменяется с освещением. Выходной ток монокристаллического солнечного элемента пропорционален интенсивности света, в то время как его напряжение при максимальной выходной мощности относительно постоянно (см. Рисунок 1).Максимальная выходная мощность для заданной интенсивности света происходит на изгибе каждой кривой, где ячейка переходит от устройства постоянного напряжения к устройству постоянного тока. Конструкция зарядного устройства, которая эффективно извлекает энергию из солнечной панели, должна иметь возможность регулировать выходное напряжение панели до точки максимальной мощности, когда уровни освещения не могут удовлетворить требования к полной мощности зарядного устройства.

Рис. 1. Солнечный элемент вырабатывает ток пропорционально количеству падающего на него солнечного света, в то время как напряжение холостого хода элемента остается относительно постоянным.Максимальная выходная мощность достигается в точке изгиба каждой кривой, где элемент переходит от устройства постоянного напряжения к устройству постоянного тока, как показано кривыми мощности.

LT3652 – это многофункциональное зарядное устройство на 2 А, разработанное для применения в солнечной энергии. LT3652 использует контур регулирования входного напряжения, который снижает ток заряда, если входное напряжение падает ниже запрограммированного уровня, установленного простой схемой делителя напряжения. При питании от солнечной панели контур регулирования входного напряжения используется для поддержания максимальной выходной мощности панели.

Контур регулирования входного напряжения LT3652 действует в определенном диапазоне входного напряжения. Когда V IN , измеренный через резистивный делитель на выводе V IN_REG , падает ниже определенной уставки, ток заряда уменьшается. Зарядный ток регулируется с помощью управляющего напряжения на резисторе, чувствительном к току, включенном последовательно с катушкой индуктивности схемы зарядки понижающего стабилизатора. Снижение освещенности (и / или увеличение потребности в токе заряда) может привести к падению входного напряжения (напряжения панели), отталкивая панель от точки максимальной выходной мощности.В LT3652, когда входное напряжение падает ниже определенной уставки, определяемой резистивным делителем, подключенным между выводами V IN и V IN_REG , текущее управляющее напряжение уменьшается, тем самым уменьшая ток зарядки. Это действие заставляет напряжение от солнечной панели увеличиваться по ее характеристической кривой VI до тех пор, пока не будет найдена новая рабочая точка пиковой мощности.

Если солнечная панель освещена достаточно для обеспечения большей мощности, чем требуется для схемы зарядки LT3652, напряжение от солнечной панели увеличивается за пределами диапазона регулирования контура регулирования напряжения, зарядный ток устанавливается на максимальное значение и новое значение рабочая точка полностью определяется максимальным зарядным током для данной точки в цикле зарядки.

Если электронное устройство работает напрямую от солнечной энергии и входное напряжение выше минимального уровня диапазона регулирования контура регулирования входного напряжения, избыточная доступная мощность используется для зарядки аккумулятора с более низкой скоростью зарядки. Мощность солнечной панели регулируется на максимальную рабочую точку мощности для уровня интенсивности.

Рис. 2. Зависимость напряжения управления током зарядного устройства (V SENSE – V BAT ) от пропорционального входного напряжения, измеренного с помощью делителя напряжения на выводе V IN_REG .V IN (напряжение солнечной панели) влияет только на зарядный ток, когда V IN_REG находится между 2,67 В и 2,74 В. В этом диапазоне зарядное устройство будет уменьшать зарядный ток, если это необходимо для работы панели с максимальной выходной мощностью.

На рис. 2 показана типовая характеристика регулирования V IN_REG . По мере того как напряжение на выводе V IN_REG превышает 2,67 В, напряжение V SENSE – V BAT на токоизмерительном резисторе увеличивается, пока не достигнет максимального значения 100 мВ, когда V IN_REG больше 2 .74V. По мере дальнейшего увеличения V IN_REG , V SENSE – V BAT остается на уровне 100 мВ. Выражение для диапазона регулирования входного напряжения:

Если мы линеаризуем часть кривой на рисунке 2 для V IN_REG между 2,67 В и 2,74 В, следующее выражение описывает напряжение измерения тока V SENSE – V BAT :

Тогда зарядный ток для аккумулятора будет:

.

Поскольку зарядная цепь LT3652 представляет собой понижающий стабилизатор с управлением по току, входной ток соотносится с зарядным током следующим выражением:

где η – КПД зарядного устройства

Входная мощность теперь может быть определена путем объединения уравнений 4 и 5 с входным напряжением, что дает следующее:

После выбора R SENSE для максимального зарядного тока и определения R IN1 и R IN2 для выбора диапазона управления током входного напряжения, уравнение 6 можно сопоставить с кривыми мощности солнечных панелей для определения работы зарядного устройства. точка для различных напряжений батареи.Вот пример.

На рис. 3 показано 2-элементное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов с питанием от солнечной батареи и LT3652.

Рис. 3. Зарядное устройство 2A на солнечной батарее.

Первый шаг – определить минимальные требования к солнечной панели. К важным параметрам относятся напряжение холостого хода, V OC , напряжение пиковой мощности, V P (MAX) , и пиковый ток мощности, I P (MAX) . Ток короткого замыкания, I SC , солнечной панели выпадает из расчетов, основанных на трех других параметрах.

Напряжение холостого хода должно составлять 3,3 В плюс прямое падение напряжения D1 выше напряжения холостого хода 2-элементной литий-ионной батареи плюс дополнительные 15% для запуска и работы с низкой интенсивностью.

Пиковое напряжение питания должно составлять 0,75 В плюс прямое падение D1 выше напряжения холостого хода плюс дополнительные 15% для работы с низкой интенсивностью.

Пиковый ток потребляемой мощности является произведением напряжения холостого хода и максимального зарядного тока, деленных на пиковое входное напряжение мощности и эффективность схемы зарядки.

Решая эти три уравнения, мы можем определить минимальные требования к солнечной панели:

Характеристики солнечной панели можно увидеть на Рисунке 4.

Рисунок 4. Действие схемы зарядного устройства солнечной батареи на рисунке 3. Кривые мощности для различных уровней освещенности показаны для 100 Вт / м от 2 от до 1000 Вт / м 2 с шагом 100 Вт / м 2 шагов. Также показан диапазон регулирования V IN (V REG ). Контур управления V IN извлекает максимально возможную мощность от солнечной панели, направляя V IN к вершине кривой энергоемкости панели, когда V IN находится в диапазоне V REG .

Токочувствительный резистор R SENSE определяется из максимального значения 100 мВ V SENSE – V BAT , деленного на максимальный зарядный ток 2 А

Далее определяется схема делителя выходного напряжения обратной связи R FB1 и R FB2 . Сеть делителя напряжения должна иметь эквивалентное сопротивление Тевенина 250 кОм, чтобы компенсировать ошибку входного тока смещения. Опорное напряжение на контакте V FB составляет 3,3 В.

Следующим шагом является установка напряжения отслеживания пиковой мощности с использованием сети делителей напряжения R IN1 и R IN2 , подключенных между выводами V IN и V IN_REG .

Проверьте минимальное и максимальное отслеживающее напряжение на входе пиковой мощности.

Последний шаг в выборе номиналов резисторов – это определение сети делителя напряжения V SHDN , состоящей из R SHDN1 и R SHDN2 . Повышающий порог V SHDN составляет 1,2 В ± 50 мВ с гистерезисом 120 мВ. Сеть делителя напряжения должна быть настроена так, что, когда напряжение на выводе V IN равно V REG (MIN) , V SHDN имеет максимально возможное значение.

Пределы V SHDN теперь определяются как:

LT3652 автоматически переходит в режим предварительной подготовки батареи, если обнаруженное напряжение батареи очень низкое. В этом режиме ток заряда снижается до 15% от запрограммированного максимума, установленного резистором измерения тока R SENSE . Как только напряжение аккумулятора достигает 70% от полностью заряженного постоянного напряжения (V FB = 2,3 В), LT3652 автоматически увеличивает максимальный ток заряда до полного запрограммированного значения.Пороговый уровень напряжения аккумулятора между режимом предварительного кондиционирования и максимальным током заряда определяется следующим образом:

Используя коэффициент 0,85, постройте диаграмму P IN в диапазоне V IN , который управляется по току. Это регулируемая линия питания V IN или V REG . Пересечение линии электропередачи V REG с кривой мощности солнечной панели является рабочей точкой. По мере зарядки аккумулятора наклон линии питания VREG увеличивается, указывая на увеличение входной мощности, необходимой для поддержки возрастающей выходной мощности.Пересечение линии электропередачи V REG продолжает следовать кривым мощности солнечной панели, пока зарядное устройство не выйдет из режима постоянного тока.

Полученные графики показаны на Рисунке 4.

На рисунке 4 показана выходная мощность солнечной панели, построенная для уровней интенсивности света от 100 Вт / м 2 до 1000 Вт / м 2 при 100 Вт / м 2 шагов. При максимальной интенсивности света (верхняя кривая на рисунке 4) и напряжении аккумулятора чуть выше уровня предварительной подготовки (V BAT (MIN) при 2A) солнечная панель вырабатывает больше энергии, чем требуется зарядному устройству.Напряжение солнечной панели поднимается выше управляющего напряжения V REG и проходит через линию постоянной мощности, пока не пересечет кривую интенсивности света для этого уровня интенсивности (точка A на рисунке 4). По мере зарядки аккумулятора входная мощность увеличивается, и рабочая точка солнечной панели перемещается вверх по кривой силы света, пока аккумулятор не приблизится к полной зарядке (точка B). LT3652 переходит из режима постоянного тока в режим постоянного напряжения, и зарядный ток уменьшается.Рабочая точка солнечной панели возвращается вниз по кривой силы света к напряжению холостого хода (точка C), когда батарея достигает своего конечного напряжения холостого хода.

Во время зарядки батареи, если интенсивность света уменьшается, рабочая точка перемещается по линии постоянного напряжения для напряжения батареи, пока не достигнет новой кривой интенсивности света. Если уровень интенсивности света продолжает уменьшаться, рабочая точка перемещается по этой линии постоянного электропитания, пока не достигнет линии электропередачи V REG .В этот момент зарядный ток снижается до тех пор, пока рабочая точка не окажется на пересечении кривой интенсивности света и линии электропередачи V REG (точка D для зарядки постоянным током при V BAT (FLOAT) с мощностью 800 Вт / м 2 освещение). По мере того как батарея продолжает заряжаться при этом уровне интенсивности света, рабочая точка перемещается по новой кривой интенсивности света, пока батарея не приблизится к полной зарядке.

По мере приближения темноты рабочая точка перемещается вниз по линии электропередачи V REG до тех пор, пока зарядный ток не прекратится (точка E) и выходное напряжение солнечной панели не упадет ниже порога падения SHDN, после чего LT3652 выключится.

Остальные элементы конструкции, выбор выходной катушки индуктивности, выпрямителя тока и конденсатора таймера описаны в методике проектирования в таблице данных LT3652 вместе с рекомендациями по компоновке печатной платы.

Максимальное напряжение питания для монокристаллического солнечного элемента имеет температурный коэффициент –0,37% / K, а максимальный уровень мощности составляет –0,47% / K. Это можно компенсировать, если разрешить R IN1 быть комбинацией последовательного резистора и последовательного термистора NTC.Соотношение двух элементов, составляющих R IN1 и значение R IN2 , необходимо отрегулировать для достижения правильной отрицательной температуры V IN при сохранении диапазона регулирования V IN .

Контур регулирования входного напряжения LT3652 имеет возможность определять максимальную рабочую точку мощности для характеристики мощности солнечной панели, таким образом используя полную мощность солнечной панели. Контур регулировки плавающего напряжения и его регулируемый ток зарядки позволяют использовать LT3652 с аккумуляторами различного химического состава, что делает его универсальным зарядным устройством.Дополнительные функции: широкий диапазон входного напряжения, цикл автоматической подзарядки для поддержания полностью заряженной батареи, режим предварительной подготовки батареи, измерение температуры NTC, выбор C / 10 или прекращение зарядки по времени, контакты НЕИСПРАВНОСТИ и состояния зарядки заполняют все поля. полный набор функций LT3652. LT3652 выпускается в 12-выводном пластиковом корпусе DFN размером 3 мм × 3 мм с открытой контактной площадкой.

Простые схемы зарядного устройства для солнечных батарей

Солнечные батареи и их особенности хорошо известны.Простые способности этих удивительных устройств – преобразовывать солнечную энергию или солнечный свет в электричество.

По сути, солнечная панель состоит из отдельных частей отдельных фотоэлементов. Каждая из этих ячеек способна производить небольшую электрическую мощность, обычно от 1,5 до 3 вольт.

Большинство этих ячеек на панели подключены последовательно, чтобы общее полезное напряжение, производимое всем блоком, достигало рабочих выходов 12 или 24 вольт.

Ток, создаваемый устройством, мгновенно пропорционален уровню солнечного света, падающего на поверхность панели.

Электроэнергия, вырабатываемая солнечной панелью, обычно используется для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Свинцово-кислотный аккумулятор, когда он полностью заряжен, используется с инвертором для получения необходимого сетевого напряжения переменного тока для работы дома.

Желательно, чтобы солнечные лучи падали на поверхность панели, чтобы она функционировала оптимально.Несмотря на это, поскольку солнце никогда не бывает неподвижным, панель должна постоянно отслеживать или отслеживать путь солнца, чтобы производить электричество с эффективной скоростью.

Если вы планируете создать автоматическую систему солнечных батарей с двумя трекерами, вы можете представить один из моих предыдущих материалов. Без солнечного трекера солнечная панель может выполнять преобразования только с эффективностью около 30%.

Возвращаясь к нашим разговорам о солнечных панелях, это устройство можно рассматривать как сердце системы в том, что касается преобразования солнечной энергии в электричество, несмотря на то, что создаваемое электричество требует определенного измерения, прежде чем оно может быть получено. эффективно использовались в более ранней системе привязки к сетке.

Напряжение, получаемое от солнечной панели, редко бывает стабильным и значительно отличается в зависимости от положения солнца и интенсивности солнечных лучей и, конечно же, от степени их попадания на солнечную панель.

Это напряжение, если оно подается на аккумулятор для зарядки, может вызвать повреждение и ненужный нагрев аккумулятора и подключенной электроники; следовательно, может нанести вред всей системе.

Чтобы иметь возможность контролировать напряжение от солнечной панели, обычно используется схема регулятора напряжения, относящаяся к выходу солнечной панели и входу батареи.Эта схема гарантирует, что напряжение от солнечной панели ни в коем случае не превышает безопасное значение, необходимое для зарядки аккумулятора.

Как правило, для получения наиболее эффективных результатов от солнечной панели минимальное выходное напряжение от панели должно быть больше, чем необходимое напряжение зарядки аккумулятора, что означает, что даже при неблагоприятных проблемах, когда солнечные лучи не являются резкими или максимальными, солнечная панель все еще должен обеспечивать напряжение, превышающее, скажем, 12 вольт, что может быть напряжением заряжаемой батареи.

Солнечные регуляторы напряжения легко доступны, могут быть завышены по цене и не так надежны; с другой стороны, производство регулятора в домашних условиях с использованием обычных электронных компонентов может быть не только забавным, но и безопасным.

Говоря о предлагаемом регуляторе напряжения солнечной панели и схеме зарядного устройства, мы отмечаем конструкцию, в которой используются очень стандартные элементы, но при этом они удовлетворяют требованиям, так же как и нашим спецификациям.

Одна микросхема LM 338 превращается в сердце всей конфигурации и превращается в разумную для применения предпочтительных регуляторов напряжения в одиночку.

Продемонстрированный регулятор солнечной панели, схема зарядного устройства выполнены в соответствии с нормальным режимом конфигурации IC 338.

Вход подается на продемонстрированные точки входа ИС, а выход для батареи получается на выходе ИС. Поток или предустановка используются для точной установки уровня напряжения, который можно рассматривать как безопасное значение для батареи.

Схема также обеспечивает функцию контроля тока, помогая гарантировать, что батарея постоянно получает фиксированный фиксированный ток зарядки и никоим образом не перезаряжается.

Модуль можно подключить, как показано на схеме. Упомянутые соответствующие должности могли быть в основном телеграфированы даже непрофессионалам. За остальной функцией отвечает схема регулятора.

Переключатель S1 должен быть переключен в режим инвертора, как только батарея полностью заряжена (как показано на индикаторе).

Зарядный ток можно выбрать, правильно подобрав номиналы резисторов R3. Это возможно, решив формулу:

0.6 / R3 = 1/10 батареи AH

Предварительно установленный VR1 настроен для получения необходимого зарядного напряжения от регулятора.

Схема автоматического солнечного зарядного устройства с одним транзистором

В этом посте мы подробно обсуждаем схему автоматического солнечного зарядного устройства, использующую схему с одним транзисторным реле.

Простое зарядное устройство с использованием аккумулятора и солнечной панели
Солнечная панель, безусловно, может применяться для прямой зарядки аккумулятора практически без других элементов. Просто подключите панель к аккумулятору, и она сможет заряжаться, как только на панель начнет светить ослепительный солнечный свет, предлагая панели напряжение минимум на 30–50% больше, чем мощность аккумулятора, которую вы можете заряжать.
Ниже приведена небольшая примечательная информация:
Напряжение от солнечной панели не имеет значения, и напряжение батареи действительно не имеет значения. Вы можете подключить любую солнечную панель к любой батарее – убедитесь, что солнечная панель имеет напряжение минимум на 30-50% выше, чем батарея, которую вы можете заряжать.


Выходное напряжение солнечной панели может регулироваться только напряжением от аккумулятора. Несмотря на то, что существует несоответствие напряжения, нет никакой «недостающей» или выброшенной энергии.

Хорошая солнечная панель 18 В «работает» с батареей 12 В, используя оптимальный ток, который она могла бы генерировать, когда сила солнечного света станет максимальной.
Чтобы избежать чрезмерного количества несоответствий, настоятельно рекомендуется поддерживать напряжение панели в пределах 150% от напряжения батареи. (Батарея 6v – крайняя солнечная панель 9v, батарея 12v – оптимальная панель 18v, батарея 24v – панель spork 36v).
Однако ниже приводится ключевой фактор: во избежание перезарядки аккумулятора чрезвычайно важна мощность солнечной панели.
Когда мощность вашей панели 18 В составляет 10 Вт, ток составляет 10/18 = 0,55 А = 550 мА.
Чтобы предотвратить перезарядку аккумуляторной батареи, зарядный ток не должен превышать одну десятую его емкости в ампер-часах.
В частности, группу ячеек емкостью 2000 мАч нельзя заряжать до уровня более 200 мА в течение 14 часов. Это можно назвать его 14-часовым тарифом.
Тем не менее, этот рейтинг может быть ПОСТОЯННЫМ, поскольку солнечная панель обеспечивает выходную мощность примерно 8 часов каждый день, вы можете повысить зарядный ток до 550 мА на восемь часов.Это может дать возможность полностью зарядить элементы.
По этой причине 10-ваттная солнечная панель может быть непосредственно присоединена к группе (практически полностью разряженных) элементов емкостью 2000 мАч.
Для 12-вольтовой батареи 1,2 Ач зарядный ток будет составлять 100 мА в течение 12 часов или 330 мА в течение 4 часов, а также потребуется цепь регулятора для защиты от перезарядки.
Для любого аккумулятора 12 В, 4,5 Ач, зарядный ток составит 375 мА в течение половины дня, и потребуется большая солнечная панель.

Роль блокирующего диода
Некоторые солнечные панели могут разрядить аккумулятор (прикосновение), когда он не получает солнечный свет, и диод обычно входит в комплект для защиты от саморазряда.

Этот диод понижает 0,6 В, когда панель работает, и может снизить идеальный ток (в некоторой степени), пока солнечная панель заряжает аккумулятор. Если используется диод Шоттки, падение напряжения может составлять 0,35 В.
Некоторые солнечные панели содержат этот диод, известный как BYPASS DIODE.

Как прекратить перезарядку

Вы найдете несколько методов защиты от перезарядки аккумулятора.
1. Практически полностью разряжайте батарею каждую ночь и используйте солнечную панель, которая на следующий день будет обеспечивать 120% емкости батареи в ампер-часах.
2. Вставьте РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ.

Вот самый простой и самый дешевый стабилизатор для зарядки 12-вольтовой батареи.

Солнечная панель должна иметь способность генерировать минимум 16 В при БЕЗ НАГРУЗКИ.(25-28 ячеек). На схеме просто изображена солнечная панель из 24 элементов – должно быть 28 элементов.
Еще один фактор, о котором вам нужно подумать, – это мощность солнечной панели. Это может рассчитывать на то, как быстро вы хотите зарядить аккумулятор и / или сколько энергии вы потребляете от аккумулятора каждый день и / или емкость аккумулятора в ампер-часах.
В качестве примера, аккумулятор 12 В, 1,2 А-ч, состоит из 14 Вт-часов электроэнергии. Панель на 6 Вт (от 16 до 18 В) может дать вам 18 ватт-часов (при ярком солнечном свете) за три часа.Батарея, вероятно, будет полностью заряжена за 3 часа.

Самая дешевая схема зарядного устройства для солнечной батареи

В заявке описывается недорогая, но все же полезная, недорогая, но полезная схема солнечного зарядного устройства стоимостью гораздо меньше 1 доллара, которую часто разрабатывают даже неспециалисты для использования экономичной зарядки солнечных батарей.

Что такое слежение за солнцем с максимальной эффективностью? Для непрофессионала это могло быть чем-то слишком сложным и продвинутым, чтобы понять, и системой, касающейся необычной электроники.

В некотором смысле это может быть правильно, и, конечно, MPPT являются сложными высокопроизводительными устройствами, которые могут быть предназначены для оптимизации зарядки аккумулятора без изменения кривой V / I солнечной панели.

Проще говоря, MPPT отслеживает оптимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки аккумулятора таким образом, чтобы напряжение на панели оставалось неизменным или далеко от нагрузки.

Проще говоря, солнечная панель определенно будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное ситуационное напряжение не будет снижено до соответствующего напряжения заряжаемой батареи.

Например, если напряжение холостого хода вашей солнечной панели составляет 20 В, а батарея, которую нужно заряжать, рассчитана на 12 В, и если вы мгновенно подключите две батареи, это может привести к снижению напряжения панели до напряжения батареи, что может создать вещи слишком неэффективны.

С другой стороны, если бы вы могли поддерживать напряжение панели неизменным, но при этом удалить из нее наиболее подходящий вариант зарядки, это могло бы заставить систему работать с теорией MPPT.

Таким образом, речь идет именно о оптимальной зарядке аккумулятора без нарушения и снижения напряжения на панели.

Существует одна простая процедура с нулевыми затратами для применения вышеуказанных обстоятельств.

Выберите солнечную панель, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. Это означает, что для батареи 12 В вы можете найти панель с напряжением 15 В, зная, что она, вероятно, обеспечит оптимальную оптимизацию обоих рекомендаций.

Тем не менее, на практике вышеуказанные проблемы могут оказаться труднодостижимыми просто потому, что солнечные панели никогда не генерируют непрерывную мощность и, вероятно, будут вызывать ухудшение уровней мощности как реакцию на различные положения солнечных лучей.

Вот почему рекомендуется постоянно использовать солнечную панель с более высоким номиналом, чтобы обеспечить заряд батареи даже в худших дневных условиях.

Имея это в виду, от вас никоим образом не требуется выбирать дорогостоящие устройства MPpT, вы можете получить сопоставимые результаты, потратив на это несколько долларов. Следующий разговор может прояснить методы.

Шаги по созданию простой дешевой схемы MPPT

Как упоминалось выше, чтобы избежать ненужной установки панели, вместо этого мы должны иметь обстоятельства, предпочтительно дополняющие напряжение фотоэлектрической батареи напряжением батареи.

Этого можно добиться, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или токовый мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете считать, что это происходит автоматически, вам, возможно, придется обращаться за советом к коммутатору довольно много раз в день.

Мы понимаем, что прямое падение напряжения выпрямительного диода составляет около 0,6 В, поэтому, добавив много диодов последовательно, можно легко определить, что панель перетаскивается на подключенное напряжение батареи.

Говоря о схемном дигараме, перечисленном ниже, можно организовать отличное маленькое зарядное устройство MPPT, используя продемонстрированные недорогие детали.

Предположим, что на диаграмме напряжение холостого хода панели составляет 20 В, а аккумулятор – 12 В.

Их прямое подключение наверняка приведет к снижению напряжения панели до уровня заряда батареи, что приведет к неправильному подключению.

Последовательно добавляя 9 диодов, мы эффективно отделяем панель от получения загруженного и перетаскиваемого напряжения батареи, но, без сомнения, снимаем с нее максимальный зарядный ток.

Полное прямое падение комбинированных диодов вполне может составлять около 5 В плюс напряжение зарядки аккумулятора 14.4 В обеспечивает около 20 В, что означает, что после соединения со всеми диодами в сборе во время пикового солнечного света напряжение на панели, вероятно, немного упадет до примерно 19 В, что приведет к эффективной зарядке батареи.

Теперь представьте, что солнце начинает опускаться, что приводит к падению напряжения на панели ниже номинального. Это можно проверить с помощью подключенного вольтметра и пропустить несколько диодов, пока батарея не будет заменена с получением максимальной мощности.

Значок стрелки, связанный с положительным напряжением на панели, можно восстановить с помощью поворотного переключателя для предлагаемого выбора последовательно соединенных диодов.

С учетом вышеуказанного обстоятельства очевидные обстоятельства зарядки MPPT могут быть успешно смоделированы без использования дорогостоящих устройств. Это может быть достигнуто для любых типов панелей и батарей, просто подключив большее количество различных диодов.

Описанная дешевая схема MPPT может быть каким-то образом сделана автоматической, вы можете обратиться к следующему посту, чтобы понять автоматизированный тип обсуждаемой выше конструкции.

Солнечное зарядное устройство с обратноходовым преобразователем

В публикации оценивается схема солнечного зарядного устройства, включая функцию мониторинга I / V для применения эффективных операций зарядки аккумулятора.

Обычно мы понимаем, что солнечная панель используется для преобразования солнечных лучей в электричество, несмотря на это, когда чрезмерная нагрузка связана с солнечной панелью, ее производительность может легко значительно снизиться, что сделает всю систему крайне неэффективной.

Обратный преобразователь, связанный с нагрузкой и солнечной панелью, гарантирует, что нагрузка получает максимальное количество энергии без искажения эффективности солнечной панели.

По сути, солнечная панель – это просто еще один источник питания, производительность которого почти всегда зависит от правильного использования его тока (ампер).

Согласно графику мониторинга I / V солнечной панели, мы наблюдаем, что до тех пор, пока напряжение не прерывается (не понижается), панель работает в зоне максимальной точки мощности, где она способна обеспечить наивысшую номинальную мощность. ток к нагрузке.

В основном, если доступное оптимальное напряжение панели не замедляется нагрузкой, панель переходит к подаче оптимального диапазона тока на подключенную нагрузку. Этот параметр становится исключительно важным для любой солнечной панели, и топология обратного хода, в частности, учитывает это при использовании с солнечной панелью под нагрузкой.

С другой стороны, можно также подумать, что, учитывая, что напряжение является просто функцией тока, при условии, что ток от солнечной панели восстанавливается до идеальной точки, напряжение не должно подвергаться влиянию, поэтому сохраняя процедуры в максимальной зоне. Это действительно то, что было выполнено в упомянутом дизайне.

Предлагаемая схема обратного солнечного зарядного устройства с проверкой I / V была создана мной с учетом вышеупомянутой критичности солнечной панели.

Давайте разберемся в информации схемы, рассмотрев следующую диаграмму ниже:

Прямо здесь секция IC 741 – это текущая фаза администрирования, IC555 настроены как оптимизатор ШИМ, а фаза BC547 предназначена для создания нарастающей рампы.

Когда схема работает с солнечной панелью, генератор пилообразного сигнала начинает генерировать линейно нарастающее напряжение на выводе 5 IC2 (555).
IC2 вместе с IC1 преобразует это нарастающее напряжение в аналогичным образом увеличивающие ШИМ на определенной высокой частоте.
Этот ШИМ используется на первичной обмотке ферритового трансформатора через N-канальный МОП-транзистор.
Выход ферритового трансформатора правильно отфильтрован и встроен в нагрузку или аккумулятор, который следует зарядить.
По мере нарастания рампы и соответствующего ШИМ аккумулятор начинает получать необходимый ток.
Этот ток (ампер), потребляемый батареей, используется на входах I / V, контролирующего фазу операционного усилителя IC741 посредством повышения напряжения на Rx.
Напряжение на Rx обнаруживается и проверяется входами операционного усилителя.
Когда он поднимается вверх, контакт 2 получает напряжение примерно на 0,6 В ниже, чем на контакте 3.
Это поддерживает высокий уровень на выходе 6 операционного усилителя с помощью первых функций линейного нарастания, и только при условии, что линейное нарастание тока не упадет.
Когда потребление тока превышает оптимальный диапазон, напряжение на Rx начинает уменьшаться, что может быть увеличено на выводе 3 операционного усилителя.
Несмотря на это, контакт 2 в этот момент не может реагировать на вышеуказанное изменение из-за заряда, накопленного внутри 33 мкФ, который фиксирует параллельный уровень «ток-колено» на контакте 2.
Прямо сейчас, когда ток падает еще больше, после улучшения на 0,6 В потенциал на выводе 3 начинает становиться меньше, чем на выводе 2 операционного усилителя.
Вышеупомянутое условие немедленно переводит вывод 6 операционного усилителя на низкий логический уровень.
Низкая логика на выводе 6 теперь выполняет два выполнения одновременно.
Он заземляет базу транзистора BC547, заставляя линейное изменение напряжения начинаться заново с нуля, так что весь процесс возобновляется до начала, останавливая снижение солнечного напряжения.
Это также гарантирует, что конденсатор 33 мкФ снимается для последующего цикла линейного нарастания.

Таким образом, цикл поддерживает переключение и восстановление обстоятельств, гарантируя, что метод не будет получать ток выше номинальной точки. Таким образом, удерживает напряжение солнечной панели на максимально допустимом уровне разомкнутой цепи.
Между собой, колено I / V редко может деформироваться в сторону зоны неэффективности панели.

Обсуждаемая схема находится только на предполагаемом уровне и может потребовать множества доработок, пока она действительно не превратится в почти достижимую конструкцию.Это еще не проверено мной.

Цепь зарядного устройства 12-вольтной солнечной батареи

В этом DIY мы демонстрируем схему зарядного устройства для солнечной батареи на 12 В, которая может заряжать солнечные батареи. Аккумуляторы, ориентированные на солнечные батареи, являются одним из источников питания, обеспечивающих эффективную работу гаджета. Поскольку количество неустойчивых источников энергии сокращается, возникает необходимость в использовании солнечной энергии. Ориентированные на солнечные батареи батареи берут на себя критически важную работу, чтобы запустить ее в кратчайшие сроки.

Солнечные технологии трансформируют современную эпоху и шаг за шагом развиваются.Солнечные устройства также принимают во внимание людей. И использование жизнеспособности на основе солнечной энергии происходит вокруг нас, а также на космических станциях, где нет доступа к электроэнергии.

JLCPCB – ведущая компания по производству прототипов печатных плат в Китае, предоставляющая нам лучший сервис, который мы когда-либо испытывали (качество, цена, обслуживание и время). Мы настоятельно рекомендуем заказывать печатные платы в JLCPCB. Все, что вам нужно сделать, это просто загрузить файл Gerber и загрузить его на веб-сайт JLCPCB после создания учетной записи, как указано в видео выше, посетите их веб-сайт, чтобы узнать больше! .

Оборудование Компоненты

Принципиальная схема

Работа схемы

Зарядное устройство на солнечных батареях работает по правилу, согласно которому цепь управления зарядом создает постоянное напряжение. Зарядный ток поступает на регулятор напряжения LM317T через диод D1. Напряжение текучести и ток регулируются регулировочным штифтом контроллера напряжения LM317T.Батарея в состоянии зарядки использует тот же ток.

Схема, показанная здесь, представляет собой очень эффективную схему автоматического зарядного устройства на солнечной энергии. Используется для зарядки аккумуляторов 12 В SLA от солнечных батарей. В схеме используется микросхема контроллера напряжения LM317T. Транзистор BC548 используется как переключатель, который будет отделять землю LM317T от солнечного элемента, когда батарея полностью заряжена.

Приложения и способы использования
  • Схема зарядного устройства, ориентированного на солнечную энергию, которая используется для зарядки свинцово-кислотных или никель-кадмиевых аккумуляторов с использованием энергии солнечной энергии.
  • Схема собирает энергию, ориентированную на солнечную энергию, для зарядки 6-вольтовой аккумуляторной батареи 4,5 Ач для различных применений. Зарядное устройство оснащено регулятором напряжения и тока, а также устройством отключения при перенапряжении.

Простая батарея 1,2 В AA Схема солнечного зарядного устройства

Это простая батарея 1,2 В AA Схема солнечного зарядного устройства. Если вы хотите зарядить только одну батарею AA 1,5 В и использовать ее на улице, где нет электричества в доме. Мы также будем использовать его быстро, поэтому нам нужно использовать устройства рядом с нами.

Этот проект очень простой и дешевый, потому что мы используем солнечную батарею 3 В 160 мА, и я измеряю напряжение около 3,3 В как Рис. 1 , поэтому достаточно для зарядки.

И я буду использовать никель-металлогидридную аккумуляторную батарею AA 1,2 В 700 мАч.

Дополнительно нам нужен диод. Чтобы предотвратить обратное напряжение от батареи к солнечному элементу, когда нет солнечного света.

Мы используем диод номер 1N4007, потому что он дешевле и достаточно высокого давления 1000В 1А, чтобы его использовать.

AS Рисунок 2 мы соединили их последовательно по простой схеме.

Мы возьмем на себя ответственность около 8-10 часов или около 8.00 до 17.00 часов.
Он будет иметь полную мощность, может измерять напряжение примерно 1,3 В. как Рис. 3

Простое зарядное устройство для солнечных батарей для радио

Это простая схема для зарядного устройства для солнечных батарей для солнечных батарей . В радиоприемнике на солнечных батареях использовались никель-кадмиевые батареи 3 В (или две 1,2 В) или никель-металлогидридные батареи.Батарею снять нельзя.

Для зарядки используется гнездо mini-jack. Найти такое зарядное устройство напряжения довольно сложно. Вот схема для преобразования напряжения от общего источника питания или солнечной батареи. Эта цепь вызывает падение напряжения на батарее до 3 вольт.

Как это работает


Простая схема зарядного устройства солнечной батареи радио

В схеме мы используем два транзистора для управления постоянным током в батарее.
Резистор R-22 Ом и 3 Ом.3К подключены как схема делителя напряжения к смещению NPN транзистора BC547.

Затем загорается светодиод LED1, и напряжение становится стабильным, поэтому ток через PNP-транзистор BD140 является фиксированным (установившимся) током для зарядки аккумулятора.

Мы можем использовать Vin как для 5 В, так и для 6 В, которые нам необходимо изменить:
R1 = 22 Ом для 5 В и R1 = 27 Ом для 6 В, а затем
R3 = 270 Ом для 5 В и R3 = 330 Ом для 6 В.

Детали, которые вам понадобятся
Q1_BC547_45V 100mA NPN транзистор; Кол-во = 1
Q2_BD140_80V 1.Транзистор 5А PNP; Количество = 1
R1_22ohms (5V), 27ohms (6V) __ 1 / 4W Допуск резисторов: 5%
R2_3.3K__1 / 4W Допуск резисторов: 5%
R3_270ohms (5V), 330ohms (6V) __ 1 / 4W Допуск резисторов: 5%
R4_47ohms__1 / 4W Допуск резисторов: 5%

Что еще? Не только это. Посмотрите:

Как создать зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов на солнечных батареях

Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов на солнечных батареях

Эта схема разработана для зарядных устройств с низким энергопотреблением или ампер-часами для никель-кадмиевых аккумуляторов.В этом проекте для зарядки аккумулятора используется до 12 солнечных элементов. Эта схема может использоваться для зарядки небольших никель-кадмиевых аккумуляторов. Ток зарядки аккумулятора не должен превышать 200 мА. Я уже публиковал много статей о мощных или современных контроллерах солнечного заряда. Вы можете проверить следующие статьи:

Если вы хотите разработать солнечный контроллер для зарядки аккумуляторов большой мощности, я рекомендую вам ознакомиться с вышеупомянутыми статьями. Эта схема предназначена для зарядки аккумуляторов с низким током в ампер-часах.

Список компонентов для зарядного устройства солнечных никель-кадмиевых аккумуляторов:

Резисторы, ”R1 ″, 820 кОм,

резисторы,” R2 ″, 75 кОм,

резисторы, ”R3 ″, 75 кОм,

резисторы,” R4 ″ , 1M,

Конденсаторы, ”C1 / 16 В, 47 мкФ,

Конденсаторы,” C2 / 40 В ”, 100 мкФ,

Интегральные схемы

,” U1 ″, MAX639 Интегральная схема

Диоды, ”D1 ″, 1N57117, Стабилитрон

Диоды, “D2”, 1N57117, стабилитрон

Разное, “L1”, 100 мкГн, индуктор катушечного типа

Принципиальная схема солнечного зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов:

Принципиальная схема солнечного зарядного устройства для зарядных устройств никель-кадмиевых аккумуляторов приводится ниже.В правой части принципиальной схемы 12 солнечных элементов используются для зарядки аккумулятора. Интегральная схема MAX639 используется для регулирования заряда солнечных элементов на никель-кадмиевые батареи. Солнечное зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов

MAX639 работает и работает:

MAX639 – импульсный регулятор, который используется для понижения напряжения. Обеспечивает широкий диапазон выходного тока. Он может обеспечить максимальный выходной ток 200 мА в безопасном диапазоне. Он имеет очень высокий КПД за счет функции частотно-импульсной модуляции.Диапазон входного напряжения для MAX639 составляет 4-12 вольт. Он может обеспечивать выходное напряжение от 1,5 вольт до максимального входного напряжения.

Приложения MAX639:

Он может использоваться в различных конфигурациях во многих проектах. Но некоторые из основных применений MAX639 приведены ниже:

  • Зарядные устройства
  • Солнечные зарядные устройства
  • Регулятор напряжения
  • Преобразователи постоянного тока

1N57117, стабилитрон используется для обеспечения постоянного напряжения на батарее.Поделитесь этой статьей со своими друзьями, нажав на значки социальных сетей, показанные ниже, спасибо 🙂

Солнечная панель Зарядка аккумуляторных батарей

Я сделал метеостанцию, чтобы постоянно следить за дневным светом и температурой. Поскольку проект ставят подальше от дома, для питания удобнее использовать аккумулятор, а не длинный удлинитель.

Днем метеостанция должна максимально работать от солнечной батареи, чтобы не разряжать аккумулятор.И вместо того, чтобы периодически проверять уровень заряда батареи и заменять батареи, схема должна заряжать аккумуляторную батарею от избыточной солнечной энергии от солнечной панели.

В этой статье описывается схема резервного питания от солнечных батарей и батарей, а также результаты перезарядки на данный момент.

Простой солнечный контур

Схема простой схемы на солнечных батареях.

Солнечная панель находится в левой части схемы.Диод (D1) защищает целевое устройство от отрицательного напряжения в случае установки солнечной панели наоборот. Диод типа Шоттки (например, 1N5817), поэтому при прохождении через него теряется очень мало напряжения.

Само устройство содержит обычные схемы блока питания, такие как конденсаторы для стабилизации источника питания и регулятор напряжения, чтобы установить уровень напряжения, пригодный для использования всеми микросхемами и другими компонентами.

Проблема с запуском устройства от солнечной панели в том, что оно не получает питание ночью.И, собственно говоря, если в устройстве нет достаточно большого конденсатора, оно может отключаться днем, когда облако проходит над солнечной панелью.

Простой солнечный контур с резервным аккумулятором

Чтобы устройство продолжало работать, можно параллельно подключить аккумулятор в качестве резервного источника питания.

Схема простой солнечной панели с резервной батареей.

Диод D2 служит той же основной цели, что и D1, в том, что устройство не пострадает, если установить батарею задом наперед.Однако диод не позволяет батарее получать питание от солнечной панели, потому что диод является односторонним клапаном.

Солнечная цепь, которая не может заряжать аккумулятор, полезна, если вы хотите установить стандартные неперезаряжаемые батареи в качестве резервного источника питания устройства. Например, вы можете использовать эту схему с щелочными элементами AA. Щелочные батареи дешевле, чем аккумуляторные батареи, и служат дольше при одноразовом использовании.

Когда солнечная панель получает достаточно света, устройство полностью работает от солнечной панели.Допустим, солнечная панель обеспечивает 5 В, за вычетом 0,1 В для падения напряжения на диоде, то есть TP3 будет показывать 4,9 В. Если блок щелочных батарей состоит из трех свежих батареек AA, он может достигать 1,6 В × 3 = 4,8 В. Поскольку 4,8 В аккумуляторной батареи меньше 4,9 В солнечной панели, питание от аккумуляторной батареи не поступает. Ток течет только от более высокого напряжения к более низкому напряжению. Следовательно, питание от щелочных батарей не используется.

Когда солнечная панель и аккумуляторная батарея имеют одинаковое напряжение, они оба будут способствовать работе устройства.Это изящный трюк для продления срока службы устройства с солнечной панелью с недостаточной мощностью. Каждая мелочь помогает снять нагрузку с аккумуляторов.

Наконец, когда солнечная панель не получает достаточно света, ее напряжение падает ниже напряжения аккумуляторной батареи. В этом случае батарея подает все напряжение через D2.

Во всех случаях переключения между источниками питания не происходит, воспринимаемых устройством.Устройство постоянно получает питание.

Простой солнечный контур с резервной аккумуляторной батареей

Предполагая, что солнечная панель имеет избыточную мощность в разное время (либо потому, что целевое устройство не потребляет свою пиковую мощность, либо потому, что солнечная панель получает дополнительный свет), было бы неплохо сохранить дополнительную мощность. Для этого мы просто добавляем еще один диод (D3) и путь от солнечного источника к перезаряжаемому источнику.

Схема простой схемы зарядного устройства для солнечных батарей.

Как и раньше, солнечная панель подает питание на устройство через D1, или аккумулятор обеспечивает питание через D2, в зависимости от того, какой источник питания имеет более высокое напряжение. Когда солнечная панель имеет более высокое напряжение, солнечная энергия течет через D1 для питания устройства и через D3 для подзарядки аккумуляторной батареи.

Зачем добавлять диод D3 вместо того, чтобы просто удалять D2, чтобы аккумулятор мог подзарядиться? Хорошо, что бы убрать защиту от перевернутой батареи.

Почему бы не добавить D3, а затем полностью удалить путь D1? Что ж, тогда мощность солнечной панели должна пройти через два диодных спада, чтобы достичь устройства, для чего потребуется солнечная панель с немного более высоким напряжением, чем раньше.

Дополнительный диод стоит менее 25 центов в количестве 100 штук. Учитывая универсальность диода 1N5817 (мы все время используем их в драйверах двигателей), групповая покупка в количестве 1000 снизит цену до 10 центов каждый.

Стоимость диода намного дешевле, чем замена устройства из-за ошибки с обратной батареей или покупка более мощной солнечной панели из-за падения напряжения на двойном диоде.

Существенное ограничение простой схемы подзарядки солнечной батареи

Большинство потребительских зарядных устройств для аккумуляторов представляют собой «интеллектуальные зарядные устройства», которые обеспечивают постоянное напряжение или постоянный ток способом, который предпочитает конкретный химический состав аккумуляторов. Эти зарядные устройства также отключают перезарядку при определенном напряжении, температуре, времени или при обнаружении изменения потребления элемента.

Простая схема солнечного зарядного устройства не защищает от перезарядки и не заботится об оптимальном сроке службы батареи. Чтобы обойтись без такой простой схемы, вы должны выбрать солнечную панель, рабочее напряжение которой примерно равно желаемому напряжению батареи. и чья общая выходная мощность не превышает максимальную скорость непрерывной зарядки.

Для никель-металлгидридных элементов максимальное напряжение зарядки составляет 1,6 В, а максимальный ток равен 0.05 C до 20 часов. Для трех батарей это будет 4,8 В (3 × 1,6 В) и 125 мА (2500 мАч × 0,05 C = 125 мА). Меня не беспокоит максимальное количество часов зарядки, потому что в Чикаго солнечный свет не превышает 20 часов.

Солнечная панель, используемая для моего устройства метеостанции, – это Panasonic Sunceram II BP-378234 с максимальным (разомкнутым) напряжением 5,5 В и максимальным током (короткого замыкания) 43 мА. Сначала это может показаться превышением максимального зарядного напряжения.Однако реальное измеренное напряжение во время зарядки никогда не превышает 4,25 В, потому что напряжение солнечной панели значительно падает при подключении к нагрузке. Фактически официальное рабочее напряжение составляет всего 3,4 В, что немного меньше желаемого рабочего напряжения 3,6 В.

Таким образом, простая схема прямой солнечной зарядки работает безопасно только в том случае, если солнечная панель значительно менее мощная, чем батарея. Это гарантирует, что солнечной энергии никогда не будет слишком много, чтобы перезарядить аккумулятор, и, следовательно, не потребуется электронный контроль для отключения, когда аккумулятор полностью заряжен.

Честно говоря, я бы не стал использовать эту схему с литием, какой-либо непостоянной химией или какой-либо дорогой батареей. NiMH, вероятно, наименее дорогой и наиболее совместимый, хотя свинцово-кислотный также может работать. Вы всегда можете добавить токоограничивающий регулятор, если не уверены, слишком ли мощная ваша солнечная панель.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.