Circuit de chargeur solaire LDO à zéro goutte

L'article traite d'un simple LDO à faible perte de charge, ou circuit de chargeur solaire à zéro goutte sans microcontrôleur qui peut être modifié de nombreuses manières différentes selon les préférences de l'utilisateur. Le circuit ne dépend pas du microcontrôleur et peut être construit même par un profane.

Qu'est-ce qu'un chargeur Zero Drop

Un chargeur solaire sans chute est un dispositif qui garantit que la tension du panneau solaire atteint la batterie sans subir de chute de tension, soit en raison de la résistance ou des interférences des semi-conducteurs. Le circuit utilise ici un MOSFET comme interrupteur pour assurer une chute de tension minimale du panneau solaire attaché.

De plus, le circuit présente un avantage distinct par rapport aux autres formes de conceptions de chargeur sans chute, il ne dérive pas inutilement le panneau en s'assurant que le panneau est autorisé à fonctionner dans sa zone d'efficacité la plus élevée.

Comprenons comment ces fonctionnalités pourraient être obtenues grâce à cette nouvelle idée de circuit conçue par moi.

Circuit LDO le plus simple

Voici un exemple de chargeur solaire LDO le plus simple qui peut être construit en quelques minutes, par tout amateur intéressé.

Ces circuits peuvent être utilisés efficacement à la place de coûteux Schottky des diodes, pour obtenir un transfert d'énergie solaire équivalent à zéro goutte vers la charge.

Un MOSFET à canal P est utilisé comme commutateur LDO à zéro chute. La diode Zener protège le MOSFET des tensions élevées du panneau solaire au-dessus de 20 V. Le 1N4148 protège le MOSFET d'une connexion de panneau solaire inversée. Ainsi, ce MOSFET LDO devient totalement protégé des conditions de polarité inversée et permet également à la batterie de se charger sans chuter de tension au milieu.

Pour une version N-channel, vous pouvez essayer la variante suivante.

Utilisation d'amplis opérationnels

Si vous souhaitez créer un chargeur sans chute avec fonction de coupure automatique, vous pouvez l'appliquer en utilisant un ampli opérationnel câblé comme comparateur, comme indiqué ci-dessous. Dans cette conception, la broche non inverseuse du CI est positionnée en tant que capteur de tension via un étage diviseur de tension réalisé par R3 et R4.

En se référant au schéma de circuit du chargeur du régulateur de tension à chute zéro proposé, nous voyons une configuration plutôt simple consistant en un ampli-op et un mosfet comme principaux ingrédients actifs.

La broche inverseuse est comme d'habitude montée comme entrée de référence en utilisant R2 et la diode Zener.

En supposant que la batterie à charger est une batterie 12V, la jonction entre R3 et R4 est calculée de telle sorte qu'elle produit 14,4V à un certain niveau de tension d'entrée optimal qui peut être la tension de circuit ouvert du panneau connecté.

En appliquant la tension solaire aux bornes d'entrée illustrées, le mosfet démarre à l'aide de R1 et laisse passer toute la tension à travers son conducteur de drain qui atteint finalement la jonction R3 / R4.

Le niveau de tension est instantanément détecté ici et si au cas où il est supérieur au 14,4 V réglé, allume la sortie de l'ampli-op à un potentiel élevé.

Cette action éteint instantanément le mosfet en s'assurant qu'aucune tension supplémentaire n'est autorisée à atteindre son drain.

Cependant, dans le processus, la tension a maintenant tendance à tomber en dessous de la marque 14,4 V à travers la jonction R3 / R4, ce qui incite encore une fois la sortie de l'ampli-op à descendre et à son tour allumer le mosfet.

La commutation ci-dessus se répète rapidement, ce qui entraîne une constante de 14,4 V à la sortie alimentée aux bornes de la batterie.

L'utilisation du mosfet garantit une sortie de goutte presque nulle du panneau solaire.

D1 / C1 sont introduits pour maintenir et maintenir une alimentation constante aux broches d'alimentation IC.

Contrairement aux régulateurs de type shunt, ici la surtension du panneau solaire est contrôlée en éteignant le panneau, ce qui garantit une charge nulle du panneau solaire et lui permet de fonctionner dans ses conditions les plus efficaces, tout comme une situation MPPT.

Le circuit du chargeur solaire LDO sans microcontrôleur peut être facilement mis à niveau en ajoutant une coupure automatique et des fonctionnalités de limite de surintensité.

Schéma

REMARQUE: VEUILLEZ CONNECTER LA BROCHE N ° 7 DU CI DIRECTEMENT À LA BORNE (+) DU PANNEAU SOLAIRE SINON LE CIRCUIT NE FONCTIONNE PAS. UTILISEZ LE LM321 SI LA TENSION DU PANNEAU SOLAIRE EST SUPÉRIEURE À 18 V.

Liste des pièces

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = utiliser un calculateur de diviseur de potentiel en ligne pour fixer la tension de jonction requise
• D2 = 1N4148
• C1 = 10 uF / 50 V
• C2 = 0,22 uF
• Z1 = doit être beaucoup plus bas que le niveau de charge de batterie sélectionné
• IC1 = 741
• Mosfet = selon la batterie AH et la tension solaire.

Utilisation du MOSFET à canal N

Le faible abandon proposé peut également être mis en œuvre efficacement en utilisant un MOSFET à canal N. comme indiqué ci-dessous:

REMARQUE: VEUILLEZ CONNECTER LA BROCHE N ° 4 DU CI DIRECTEMENT AVEC LA BORNE (-) DU PANNEAU SOLAIRE, AUTREMENT LE CIRCUIT CESSERA DE FONCTIONNER. UTILISEZ LE LM321 AU LIEU DE 741 SI LA SORTIE DU PANNEAU EST SUPÉRIEURE À 18 V.

Ajout d'une fonction de contrôle actuelle

Le deuxième diagramme ci-dessus montre comment la conception ci-dessus peut être améliorée avec une fonction de commande de courant en ajoutant simplement un étage de transistor BC547 aux bornes de l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel.

R5 peut être n'importe quelle résistance de faible valeur telle qu'une résistance de 100 ohms.

R6 détermine le courant de charge maximal autorisé de la batterie qui peut être réglé en utilisant la formule:

R (Ohms) = 0,6 / I, où I est le taux de charge optimal (ampères) de la batterie connectée.

Circuit de chargeur de batterie solaire zéro goutte finalisé:

Selon la suggestion de 'jrp4d', les conceptions expliquées ci-dessus nécessitaient de sérieuses modifications pour fonctionner correctement. J'ai présenté les conceptions de travail finalisées et corrigées pour le même à travers les diagrammes ci-dessous:

Selon 'jrp4d':

Salut - J'ai joué avec les Mosfets (circuits de contrôle de tension) et je ne pense pas que l'un ou l'autre des circuits fonctionnera sauf lorsque la tension de la ligne n'est que de quelques volts supérieure à la tension cible de la batterie. Pour tout ce que la ligne d'entrée est beaucoup plus que la batterie, le mosfet conduira simplement parce que le circuit de contrôle ne peut pas le contrôler.

Dans les deux circuits, c'est le même problème, avec le canal P, l'ampli-op ne peut pas conduire la porte assez haut pour l'éteindre (comme observé par un poste) - il transmet simplement la tension de ligne directement à la batterie. Dans la version à canal N, l'ampli opérationnel ne peut pas conduire la porte assez bas car il fonctionne à une tension plus élevée que la ligne -ve sur le côté.

Les deux circuits ont besoin d'un dispositif d'entraînement fonctionnant sur la ligne complète en tension, contrôlé par l'ampli-op

La suggestion ci-dessus semble valide et correcte. Le moyen le plus simple de résoudre le problème ci-dessus est de connecter directement la broche n ° 7 du circuit intégré de l'amplificateur opérationnel au (+) du panneau solaire. Cela résoudrait instantanément le problème!

Alternativement, les conceptions ci-dessus pourraient être modifiées de la manière indiquée ci-dessous pour le même:

Utilisation de NPN BJT ou mosfet N-channel:

La diode D1 peut être retirée une fois le fonctionnement du LDO confirmé

Dans la figure ci-dessus, le transistor de puissance NPN pourrait être un TIP142, ou un mosfet IRF540 ..... et veuillez supprimer D1 car ce n'est tout simplement pas nécessaire

Utilisation du transistor PNP ou du P-mosfet

La diode D1 peut être retirée une fois le fonctionnement confirmé

Dans la figure ci-dessus, le transistor de puissance pourrait être un TIP147 ou un mosfet IRF9540, le transistor associé à R1 pourrait être un transistor BC557 ...... et veuillez retirer D1 car ce n'est tout simplement pas nécessaire.

Comment configurer le circuit du chargeur solaire LDO

C'est très facile.

1. Ne connectez aucune alimentation côté mosfet.
2. Remplacez la batterie par une entrée d'alimentation variable et ajustez-la au niveau de charge de la batterie qui est censée être chargée.
3. Maintenant, ajustez soigneusement le préréglage de la broche2 jusqu'à ce que la LED s'éteigne juste ... faites glisser le préréglage d'avant en arrière et vérifiez la réponse de la LED, il devrait également clignoter en conséquence, puis ajustez le préréglage à un point où le LeD s'éteint complètement .... scellez le préréglage.
4. Votre chargeur solaire zéro goutte est prêt et configuré.

Vous pouvez confirmer ce qui précède en appliquant une tension d'entrée beaucoup plus élevée du côté du mosfet, vous constaterez que la sortie côté batterie produit le niveau de tension parfaitement régulé que vous avez précédemment défini.