Circuit de carregador de bateria solar PWM

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Aquest senzill circuit de carregador de bateries PWM de 5V de caiguda zero de 5V es pot utilitzar conjuntament amb qualsevol panell solar per carregar bateries de telèfons mòbils o telèfons mòbils en múltiples nombres ràpidament, bàsicament el circuit és capaç de carregar qualsevol bateria, ja sigui de Li-ion o àcid de plom que pot estar dins del rang de 5V.

Ús de TL494 per al convertidor Buck

El disseny es basa en una topologia de convertidor de dòlars SMPS que utilitza l’IC TL 494 (m’he convertit en un gran fan d’aquest IC). Gràcies a 'Texas Instruments' per proporcionar-nos aquesta meravellosa IC.



És possible que vulgueu obtenir més informació sobre aquest xip en aquest post que explica el full de dades complet de IC TL494

Esquema de connexions

Sabem que es pot construir fàcilment un circuit de carregador solar de 5V mitjançant circuits integrats lineals com LM 317 o LM 338; podeu obtenir més informació llegint els articles següents:



Circuit senzill de carregador solar

Circuit de carregador controlat per corrent simple

No obstant això, el major inconvenient amb aquests carregadors de bateries lineals és l’emissió de calor a través del seu cos o mitjançant la dissipació de caixes, que es tradueix en un malbaratament d’un preuat poder. A causa d'aquest problema, aquests IC no poden produir una sortida de voltatge de caiguda zero per a la càrrega i sempre requereixen entrades d'almenys 3 V superiors a les sortides especificades.

El circuit del carregador de 5V que s’explica aquí és completament lliure de totes aquestes molèsties; aprenem com s’aconsegueix un treball eficient a partir del circuit proposat.

En referència al circuit de carregador de bateria solar PWM de 5V anterior, l’IC TL494 constitueix el centre de tota l’aplicació.

El CI és un processador PWM especialitzat, que s’utilitza aquí per controlar una etapa de conversió de buck, responsable de convertir l’alt voltatge d’entrada en una sortida preferida de nivell inferior.

L'entrada al circuit pot estar entre 10 i 40V, que es converteix en el rang ideal per als panells solars.

Les característiques clau de l’IC inclouen:

Generació de sortida PWM precisa

Per tal de generar PWM precisos, l’IC inclou una referència precisa de 5V feta mitjançant el concepte bandgap que el fa immune tèrmicament. Aquesta referència de 5 V que s’aconsegueix al pin # 14 de l’IC es converteix en el voltatge base de tots els desencadenants crucials implicats dins de l’IC i responsables del processament PWM.

El CI consisteix en un parell de sortides que es poden configurar per oscil·lar alternativament en una configuració de tòtem o ambdues alhora alhora com una sortida oscil·lant de final únic. La primera opció es fa adequada per a aplicacions tipus push-pull com en inversors, etc.

No obstant això, per a la present aplicació, una sortida oscil·lant de final únic es fa més favorable i això s’aconsegueix mitjançant la connexió a terra del pin # 13 de l’IC, alternativament per aconseguir un pin de sortida push pull # 13 es podria connectar amb el pin # 14, ho hem comentat a el nostre article anterior ja.

Els resultats de la IC tenen una configuració interna molt útil i interessant. Les sortides es finalitzen a través de dos transistors a l’interior de l’IC. Aquests transistors estan disposats amb un emissor / col·lector obert a través del pin9 / 10 i els pins 8/11 respectivament.

Per a aplicacions que requereixen una sortida positiva, els emissors es poden utilitzar com a sortides, que estan disponibles des dels pins 9/10. Per a aquestes aplicacions, normalment un NPN BJT o un Nmosfet es configurarien externament per acceptar la freqüència positiva a través del pin9 / 10 del CI.

En el disseny actual, ja que s’utilitza un PNP amb les sortides IC, una tensió d’enfonsament negativa es converteix en l’elecció correcta i, per tant, en lloc de pin9 / 10, hem enllaçat pin8 / 11 amb l’etapa de sortida que consisteix en l’etapa híbrida PNP / NPN. Aquestes sortides proporcionen un corrent d’enfonsament suficient per alimentar l’etapa de sortida i per accionar la configuració del convertidor de corrent elevat.

Control PWM

La implementació de PWM, que es converteix en l’aspecte crucial per al circuit, s’aconsegueix alimentant un senyal de retroalimentació de la mostra a l’amplificador d’error intern de l’IC a través del pin d’entrada no inversor # 1.

Aquesta entrada PWM es pot veure connectada a la sortida del convertidor de buck mitjançant el divisor de potencial R8 / R9, i aquest bucle de retroalimentació introdueix les dades necessàries a l’IC perquè el CI sigui capaç de generar PWM controlats a través de les sortides per tal de mantenir la tensió de sortida constant a 5V.

Es pot fixar una altra tensió de sortida simplement alterant els valors de R8 / R9 segons les necessitats de les aplicacions pròpies.

Control de corrent

L'IC té dos amplificadors d'error configurats internament per controlar el PWM en resposta a senyals de retroalimentació externs. Un dels amplificadors d’error s’utilitza per controlar les sortides de 5V tal com s’ha comentat anteriorment, el segon amplificador d’error s’utilitza per controlar el corrent de sortida.

R13 forma la resistència de detecció de corrent, el potencial desenvolupat a través d’ell s’alimenta a un dels pins d’entrada # 16 del segon amplificador d’error que es compara amb la referència del pin # 15 establerta a l’altra entrada de l’opamp.

En el disseny proposat, s’estableix entre 10 i R1 / R2, és a dir, en cas que el corrent de sortida tendeixi a augmentar per sobre de 10, es pot esperar que el pin16 superi el pin de referència 15 iniciant la contracció PWM necessària fins que el corrent es restringeixi a els nivells especificats.

Convertidor de potència Buck

L'etapa de potència que es mostra al disseny és una etapa de convertidor de potència estàndard, mitjançant un transistors de parell Darlington híbrids NTE153 / NTE331.

Aquesta etapa Darlington híbrida respon a la freqüència controlada per PWM des del pin8 / 11 de l’IC i funciona l’etapa convertidora de buck que consisteix en un inductor d’alt corrent i un díode de commutació d’alta velocitat NTE6013.

L'etapa anterior produeix una sortida precisa de 5 V que garanteix una mínima dissipació i una sortida de caiguda zero del prefecte.

La bobina o l’inductor es poden enrotllar sobre qualsevol nucli de ferrita utilitzant tres fils paral·lels de filferro de coure super esmaltat amb un diàmetre d’1 mm cadascun, el valor d’inductància pot ser prop de 140 uH per al disseny proposat.

Per tant, aquest circuit de carregador de bateria solar de 5V es pot considerar com un circuit de carregador solar ideal i extremadament eficient per a tot tipus d’aplicacions de càrrega de bateries solars.




Anterior: inversor PWM amb circuit IC TL494 Següent: Generar gas HHO de manera eficient a casa