Circuitul de încărcare a telefonului solar

Articolul discută în mod cuprinzător un circuit inteligent de încărcare a telefonului solar bazat pe MPPT. Ideea a fost cerută de unul dintre cititorii avizi ai acestui blog.

Specificatii tehnice

Sunt student la anul și la electricitate și electronică. Titlul proiectului meu din ultimul an este încărcător solar inteligent pentru telefoane celulare. Speram că domnul mă poate ajuta cu privire la modul de a face inteligent un încărcător solar.

Ceva pe care l-am întâlnit a fost să folosesc interfața cu utilizatorul, cum ar fi utilizarea condusă, pentru a informa utilizatorul dacă radiația solară este suficientă pentru a încărca încărcătorul sau ceva de genul acesta. Dar nu sunt sigur cum va arăta circuitul și ce componente sunt necesare. Sperând să primim ajutor din partea domnului.

Mă gândeam să folosesc interfața cu utilizatorul pentru a face încărcătorul solar „inteligent”. Cu o funcție care informează utilizatorul dacă cantitatea de lumină solară este suficientă pentru o încărcare eficientă. De exemplu, dacă radiația luminoasă este prea mică, utilizatorul va fi informat prin LED-ul luminat sau ecranul de afișare.

Și când încărcătorul solar este complet încărcat, un LED se aprinde pentru a informa utilizatorul că încărcătorul solar este gata de utilizare.

La asta m-am gândit să mă dezvolt până acum domnule. Dar nu sunt sigur de complexitatea acestuia, așa că sunt deschis la orice sugestie nouă de a îmbunătăți acest design.

De asemenea, am citit câteva articole pe blogul domnului cu privire la mppt. Nu sunt sigur dacă ar trebui să iau în considerare adăugarea acestui proiect, deoarece nu sunt familiarizat cu complexitatea construirii acestui circuit.

Ar trebui să dezvolt un încărcător solar inteligent portabil pentru telefoane celulare . Prin urmare, am luat în considerare utilizarea interfeței cu utilizatorul pentru a informa utilizatorii ca o metodă „inteligentă”. Sper că domnul mă poate ajuta cu dezvoltarea acestui circuit. Sunt deschis, de asemenea, la orice noi sugestii, domnule.

Vă mulțumim pentru feedback-ul rapid și apreciez cu adevărat asistența dumneavoastră, domnule.

O zi bună, domnule.

Design-ul

Referindu-se la circuitul inteligent de încărcare solară de mai sus, proiectarea poate fi împărțită în trei etape fundamentale:

1) Mosfet bazat convertor Buck etapă.

2) Etapa IC 555, și

3) Bazat pe opamp tracker solar MPPT etapă.

Etapele sunt proiectate să funcționeze în modul următor:

Convertorul Buck cuprinde practic un mosfet cu canal P, o diodă de răspuns rapid și un inductor. Această etapă este inclusă pentru a atinge cantitatea dorită de tensiune redusă cu eficiență maximă, deoarece pierderile sub formă de căldură și alți parametri sunt minime utilizând o topologie de buck.

Etapa IC 555

Etapa IC 555 este amenajată pentru a genera o frecvență pentru convertorul BOSF MOSFET și, de asemenea, ca un regulator de tensiune constantă prin pinul său de control5. BJT la pinul 5 se oprește și oprește frecvența convertorului Buck de fiecare dată când primește un semnal de declanșare de bază fie din etapa de urmărire opamp, fie din feedbackul setat pe ieșirea convertorului Buck prin presetarea de 10k.

Venind în stadiul opamp, intrările sale pot fi văzute configurate în așa fel încât potențialul la intrarea inversantă a CI rămâne cu un vârf mai mare decât intrarea sa neinversibilă datorită prezenței celor trei diode de cădere 1N4148.

Presetarea de 10k este reglată astfel încât la tensiunea de vârf eșantionul de tensiune solară la pin2 este menținut doar mai mic decât tensiunea de alimentare la pin7, acest lucru este esențial, deoarece alimentarea de intrare nu trebuie să fie mai mare decât tensiunea de alimentare a CI conform regulilor standard și specificațiile IC.

În situația de mai sus, pinul de ieșire 6 al opamp este ținut la potențial zero din cauza potențialului de umbră mai mic al pin3 decât pin2.

Optimizarea MPPT

În condiții de încărcare optime, atunci când specificația tensiunii de încărcare este la același nivel cu tensiunea nominală a panoului solar, panoul funcționează automat cu o eficiență maximă și urmăritorul opamp rămâne inactiv, totuși, în cazul în care se detectează o sarcină de suprasarcină de neegalat sau incompatibilă, tensiunea panoului tinde pentru a fi tras în jos cu nivelul de tensiune de sarcină.

Situația este urmărită la pin2, care are, de asemenea, o cădere de tensiune proporțională, dar potențialul la pin3 rămâne solid și nemișcat datorită prezenței condensatorului de 10uF, până în momentul în care potențialul pin2 tinde să coboare sub 3 picături de diodă stabilite pe pin3 . Pin3 începe acum să asiste la un potențial în creștere decât pin2, care redă instantaneu un maxim la pin6 al IC.

Valoarea de sus de la pin6 trimite un declanșator la baza tranzistorului BC547 poziționat pe pinul 5 al IC555. Acest lucru forțează astabilul să se oprească singur și ieșirea buck, ceea ce face ca sarcina să fie ineficientă restabilind normalitatea pe panou și pe etapa de urmărire opamp ... ciclul continuă să comute rapid, asigurând o tensiune optimizată pentru sarcină, precum și o sarcină optimizată pentru panou, astfel încât tensiunea sa să nu scadă niciodată sub zona critică de „genunchi”.

Inductorul etapei convertorului poate fi construit utilizând 22 de fire magnet SWG, cu aproximativ 20 de rotații peste orice miez de ferită adecvat.

Presetarea de 10k poate fi utilizată pentru reglarea tensiunii buck la nivelurile necesare conform specificațiilor de încărcare.

Cum se configurează circuitul

Odată construit, încărcătorul solar inteligent explicat mai sus poate fi setat cu următoarele proceduri:

1) Nu conectați nicio sarcină la ieșire.

2) Aplicați un DC extern (curent foarte scăzut) pe intrarea circuitului în care panoul este destinat să fie conectat. Acest DC ar trebui să fie la un nivel aproximativ egal cu specificațiile de tensiune de vârf ale panoului selectat.

3) Reglați presetarea de 10k a opampului astfel încât potențialul la pin2 să devină ușor mai mic decât potențialul la pin7 al IC.

4) Apoi, reglați celelalte presetări de 10k astfel încât ieșirea de la convertorul Buck să producă o tensiune egală cu valoarea nominală a tensiunii de sarcină. Dacă este un telefon mobil care trebuie încărcat, tensiunea poate fi setată la 5V, pentru o celulă Li-ion poate fi setată la 4,2V și așa mai departe.

4) Conectați în cele din urmă o sarcină fictivă care poate avea o tensiune nominală de funcționare mult mai mică decât DC-ul de intrare, dar un curent mai mare decât DC-ul de intrare .... și verificați răspunsul general din circuit.

Circuitul trebuie să producă următoarele rezultate:

Cu alimentarea pin6 conectată cu pinul 5 BJT al IC 555, DC nu ar trebui să prezinte o scădere mai mare de 2V decât magnitudinea sa reală. Adică, dacă DC-ul de intrare este de 15V, iar sarcina este de 6V, căderea peste DC-ul de intrare poate fi văzută nu depășind sub 13V.

În schimb, cu pinul 6 deconectat, acesta trebuie să cadă și să se alinieze în conformitate cu tensiunea de sarcină, adică dacă DC este de 15V și sarcina este de 6V, DC-ul de intrare poate fi văzut scăzând la 6V.

Rezultatele de mai sus ar confirma o funcționare corectă și optimă a circuitului de încărcător inteligent de telefonie mobilă propus.

Etapele trebuie construite, testate, confirmate treptat și apoi integrate împreună.