Obwód ładowarki baterii słonecznej PWM

Obwód ładowarki baterii słonecznej PWM

Ten prosty, ulepszony obwód ładowarki słonecznej PWM o napięciu 5 V z zerowym spadkiem może być używany w połączeniu z dowolnym panelem słonecznym do szybkiego ładowania telefonów komórkowych lub akumulatorów telefonów komórkowych w wielu liczbach, w zasadzie obwód jest w stanie ładować dowolną baterię, zarówno litowo-jonową, jak i kwasowo-ołowiową który może mieścić się w zakresie 5 V.



Używanie TL494 do konwertera Buck

Konstrukcja oparta jest na topologii konwertera buck SMPS z wykorzystaniem układu scalonego TL 494 (stałem się wielkim fanem tego układu). Dzięki „Texas Instruments” za dostarczenie nam tego wspaniałego układu scalonego.

Możesz dowiedzieć się więcej o tym chipie z tego postu, który wyjaśnia kompletny arkusz danych IC TL494





Schemat obwodu

Wiemy, że obwód ładowarki słonecznej 5 V można łatwo zbudować za pomocą liniowych układów scalonych, takich jak LM 317 lub LM 338, więcej informacji na ten temat można znaleźć w następujących artykułach:

Prosty obwód ładowarki słonecznej



Prosty obwód ładowarki sterowany prądem

Jednak największa wada z nimi liniowe ładowarki akumulatorów to emisja ciepła przez ich ciało lub przez rozproszenie obudowy, co powoduje marnotrawstwo cennej energii. Z tego powodu te układy scalone nie są w stanie wytworzyć napięcia wyjściowego o zerowym spadku dla obciążenia i zawsze wymagają co najmniej 3 V wyższych wartości wejściowych niż określone wyjścia.

Objaśniony tutaj obwód ładowarki 5V jest całkowicie wolny od wszystkich tych kłopotów, dowiedzmy się, jak osiągnięto wydajną pracę z proponowanego obwodu.

Nawiązując do powyższego obwodu ładowarki słonecznej 5V PWM, układ IC TL494 stanowi serce całej aplikacji.

Układ scalony to wyspecjalizowany układ scalony procesora PWM, który jest używany tutaj do sterowania stopniem przetwornicy buck, odpowiedzialnym za konwersję wysokiego napięcia wejściowego na preferowane wyjście niższego poziomu.

Wejście do obwodu może wynosić od 10 do 40 V, co staje się idealnym zakresem dla paneli słonecznych.

Kluczowe cechy IC obejmują:

Generowanie precyzyjnego wyjścia PWM

Aby generować dokładne PWM, układ scalony zawiera precyzyjne odniesienie 5 V wykonane przy użyciu koncepcji pasma wzbronionego, co czyni go odpornym termicznie. To odniesienie 5 V, które jest osiągane na styku nr 14 układu scalonego, staje się napięciem podstawowym dla wszystkich kluczowych wyzwalaczy zaangażowanych w układ scalony i odpowiedzialnych za przetwarzanie PWM.

Układ scalony składa się z pary wyjść, które mogą być skonfigurowane tak, aby oscylowały naprzemiennie w konfiguracji bieguna totemu lub oba w tym samym czasie, jak pojedyncze wyjście oscylacyjne. Pierwsza opcja staje się odpowiednia do zastosowań typu push-pull, takich jak falowniki itp.

Jednak w obecnym zastosowaniu pojedyncze wyjście oscylacyjne staje się bardziej korzystne i osiąga się to przez uziemienie nr 13 układu scalonego, alternatywnie, aby uzyskać wyjście push-pull, pin nr 13 można połączyć ze stykiem nr 14, omówiliśmy to w nasz poprzedni artykuł już.

Wyjścia układu scalonego mają bardzo przydatną i interesującą konfigurację wewnętrzną. Wyjścia są zakończone dwoma tranzystorami wewnątrz układu scalonego. Tranzystory te są rozmieszczone z otwartym emiterem / kolektorem na stykach odpowiednio 9/10 i 8/11.

W zastosowaniach wymagających wyjścia dodatniego, jako wyjścia można zastosować nadajniki dostępne z pinów 9/10. W takich zastosowaniach normalnie NPN BJT lub Nmosfet byłby skonfigurowany zewnętrznie do akceptowania dodatniej częstotliwości na wtyku 9/10 układu scalonego.

W obecnym projekcie, ponieważ PNP jest używany z wyjściami IC, ujemne napięcie opadające staje się właściwym wyborem, dlatego zamiast pin9 / 10 połączyliśmy pin8 / 11 ze stopniem wyjściowym składającym się ze stopnia hybrydowego PNP / NPN. Wyjścia te zapewniają wystarczający prąd opadania do zasilania stopnia wyjściowego i do sterowania konfiguracją przetwornicy buck o wysokim prądzie.

Sterowanie PWM

Implementacja PWM, która staje się kluczowym aspektem dla obwodu, jest osiągana przez doprowadzenie próbnego sygnału sprzężenia zwrotnego do wewnętrznego wzmacniacza błędu układu scalonego przez jego nieodwracający pin wejściowy # 1.

To wejście PWM można zobaczyć jako połączone z wyjściem z konwertera buck za pośrednictwem dzielnika potencjału R8 / R9, a ta pętla sprzężenia zwrotnego wprowadza wymagane dane do układu scalonego, dzięki czemu układ scalony może generować kontrolowane PWM na wyjściach w celu utrzymuj napięcie wyjściowe na stałym poziomie 5 V.

Inne napięcie wyjściowe można ustalić, po prostu zmieniając wartości R8 / R9 zgodnie z własnymi potrzebami aplikacji.

Bieżąca kontrola

Układ scalony ma dwa wzmacniacze błędów ustawione wewnętrznie do sterowania PWM w odpowiedzi na zewnętrzne sygnały sprzężenia zwrotnego. Jeden ze wzmacniaczy błędu jest używany do sterowania wyjściami 5 V, jak omówiono powyżej, drugi wzmacniacz błędu jest używany do sterowania prądem wyjściowym.

R13 tworzy rezystor wykrywający prąd, potencjał rozwinięty na nim jest podawany do jednego z pinów wejściowych nr 16 drugiego wzmacniacza błędu, który jest porównywany z odniesieniem na styku nr 15 ustawionym na drugim wejściu wzmacniacza operacyjnego.

W proponowanym projekcie jest ustawiony na 10 amperów do R1 / R2, co oznacza, że ​​w przypadku, gdy prąd wyjściowy ma tendencję do wzrostu powyżej 10 amperów, można oczekiwać, że pin 16 pójdzie wyżej niż pin odniesienia 15, inicjując wymagany skurcz PWM, aż prąd zostanie ograniczony z powrotem do określone poziomy.

Buck Power Converter

Stopień mocy pokazany w projekcie to standardowy stopień konwertera buck, wykorzystujący hybrydowe tranzystory w parze Darlington NTE153 / NTE331.

Ten hybrydowy stopień Darlingtona reaguje na częstotliwość sterowaną PWM ze styku 8/11 układu scalonego i obsługuje stopień konwertera buck składający się z wysokoprądowej cewki indukcyjnej i szybko przełączającej diody NTE6013.

Powyższy stopień zapewnia precyzyjne wyjście 5 V zapewniające minimalne rozpraszanie i doskonałe wyjście bez spadku.

Cewkę lub cewkę można nawinąć na dowolny rdzeń ferrytowy za pomocą trzech równoległych pasm super emaliowanego drutu miedzianego, każdy o średnicy 1 mm, a wartość indukcyjności może wynosić około 140uH dla proponowanego projektu.

Tak więc ten 5-woltowy obwód ładowarki do baterii słonecznych można uznać za idealny i niezwykle wydajny obwód ładowarki słonecznej do wszystkich typów zastosowań ładowania baterii słonecznych.




Poprzedni: Falownik PWM za pomocą obwodu IC TL494 Dalej: Wydajne generowanie gazu HHO w domu