Circuit de chargeur de batterie solaire PWM

Ce circuit de chargeur de batterie solaire PWM simple et amélioré de 5 V à zéro goutte peut être utilisé conjointement avec n'importe quel panneau solaire pour charger rapidement des téléphones portables ou des batteries de téléphones portables en plusieurs nombres.En gros, le circuit est capable de charger n'importe quelle batterie, qu'elle soit Li-ion ou plomb-acide. qui peut être dans la gamme 5V.

Utilisation du TL494 pour le convertisseur Buck

La conception est basée sur une topologie de convertisseur abaisseur SMPS utilisant l'IC TL 494 (je suis devenu un grand fan de cet IC). Grâce à 'Texas Instruments' pour nous avoir fourni ce merveilleux CI.

Vous voudrez peut-être en savoir plus sur cette puce à partir de cet article qui explique la fiche technique complète de IC TL494

Schéma

Nous savons qu'un circuit chargeur solaire 5V peut être facilement construit en utilisant des circuits intégrés linéaires tels que LM 317 ou LM 338, vous pouvez trouver plus d'informations à ce sujet en lisant les articles suivants:

Circuit de chargeur solaire simple

Circuit de chargeur contrôlé par courant simple

Cependant, le plus gros inconvénient de ces chargeurs de batterie linéaires est l'émission de chaleur à travers leur corps ou par la dissipation du boîtier, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie précieuse. En raison de ce problème, ces circuits intégrés sont incapables de produire une sortie de tension de chute nulle pour la charge et nécessitent toujours des entrées au moins 3 V plus élevées que les sorties spécifiées.

Le circuit du chargeur 5V expliqué ici est totalement exempt de tous ces tracas, apprenons comment un fonctionnement efficace est obtenu à partir du circuit proposé.

En référence au circuit de chargeur de batterie solaire PWM 5V ci-dessus, l'IC TL494 forme le cœur de toute l'application.

Le CI est un circuit intégré de processeur PWM spécialisé, qui est utilisé ici pour contrôler un étage de convertisseur abaisseur, chargé de convertir la tension d'entrée élevée en une sortie de niveau inférieur préférée.

L'entrée du circuit peut être comprise entre 10 et 40V, ce qui devient la plage idéale pour les panneaux solaires.

Les principales caractéristiques du CI comprennent:

Génération d'une sortie PWM précise

Afin de générer des PWM précis, le circuit intégré comprend une référence 5V précise réalisée en utilisant le concept de bande interdite qui le rend thermiquement immunisé. Cette référence 5V qui est obtenue à la broche n ° 14 du CI devient la tension de base pour tous les déclencheurs cruciaux impliqués dans le CI et responsables du traitement PWM.

Le CI se compose d'une paire de sorties qui peuvent être soit configurées pour osciller alternativement dans une configuration de totem, soit les deux à la fois comme une sortie oscillante à une seule extrémité. La première option convient aux applications de type push-pull telles que les onduleurs, etc.

Cependant, pour la présente application, une sortie oscillante à une seule extrémité devient plus favorable et cela est réalisé en mettant à la terre la broche n ° 13 du circuit intégré, en variante pour obtenir une sortie push-pull, la broche n ° 13 pourrait être connectée à la broche n ° 14, nous en avons discuté dans notre précédent article déjà.

Les sorties de l'IC ont une configuration interne très utile et intéressante. Les sorties sont terminées via deux transistors à l'intérieur du CI. Ces transistors sont agencés avec un émetteur / collecteur ouvert à travers la broche 9/10 et les broches 8/11 respectivement.

Pour les applications qui nécessitent une sortie positive, les émetteurs peuvent être utilisés comme sorties, qui sont disponibles à partir des broches 9/10. Pour de telles applications, un NPN BJT ou un Nmosfet serait normalement configuré en externe pour accepter la fréquence positive sur la broche 9/10 du CI.

Dans la conception actuelle, puisqu'un PNP est utilisé avec les sorties IC, une tension de descente négative devient le bon choix et, par conséquent, au lieu de la broche 9/10, nous avons lié la broche 8/11 à l'étage de sortie constitué de l'étage hybride PNP / NPN. Ces sorties fournissent un courant de descente suffisant pour alimenter l'étage de sortie et pour commander la configuration de convertisseur abaisseur à courant élevé.

Contrôle PWM

L'implémentation PWM, qui devient l'aspect crucial pour le circuit, est obtenue en envoyant un signal de retour d'échantillon à l'amplificateur d'erreur interne du circuit intégré via sa broche d'entrée non inverseuse # 1.

Cette entrée PWM peut être vue connectée à la sortie du convertisseur abaisseur via le diviseur de potentiel R8 / R9, et cette boucle de rétroaction entre les données requises au CI afin que le CI soit capable de générer des PWM contrôlés à travers les sorties afin de maintenez la tension de sortie constamment à 5V.

Une autre tension de sortie peut être fixée en modifiant simplement les valeurs de R8 / R9 selon les besoins de l'application.

Contrôle actuel

Le circuit intégré a deux amplificateurs d'erreur réglés en interne pour contrôler le PWM en réponse à des signaux de retour externes. L'un des amplificateurs d'erreur est utilisé pour contrôler les sorties 5V comme décrit ci-dessus, le second amplificateur d'erreur est utilisé pour contrôler le courant de sortie.

R13 forme la résistance de détection de courant, le potentiel développé à travers elle est appliqué à l'une des broches d'entrée # 16 du deuxième amplificateur d'erreur qui est comparé par la référence à la broche # 15 définie sur l'autre entrée de l'amplificateur opérationnel.

Dans la conception proposée, il est réglé à 10 ampères via R1 / R2, ce qui signifie que dans le cas où le courant de sortie tend à augmenter au-dessus de 10 ampères, la broche 16 devrait aller plus haut que la broche de référence 15 initiant la contraction PWM requise jusqu'à ce que le courant soit limité à les niveaux spécifiés.

Convertisseur de puissance Buck

L'étage de puissance illustré dans la conception est un étage de convertisseur abaisseur de puissance standard, utilisant une paire de transistors Darlington hybrides NTE153 / NTE331.

Cet étage Darlington hybride répond à la fréquence contrôlée PWM à partir de la broche 8/11 du circuit intégré et fait fonctionner l'étage convertisseur abaisseur constitué d'une inductance à courant élevé et d'une diode de commutation haute vitesse NTE6013.

L'étage ci-dessus produit une sortie 5v précise assurant une dissipation minimale et une sortie parfaite de zéro chute.

La bobine ou l'inducteur peut être enroulé sur n'importe quel noyau de ferrite à l'aide de trois brins parallèles de fil de cuivre super émaillé d'un diamètre de 1 mm chacun, la valeur de l'inductance peut être n'importe où près de 140uH pour la conception proposée.

Ainsi, ce circuit de chargeur de batterie solaire 5V peut être considéré comme un circuit de chargeur solaire idéal et extrêmement efficace pour tous les types d'applications de charge de batterie solaire.