Krug punjača solarne baterije PWM

Ovaj jednostavan, poboljšani, 5V PWM solarni krug punjača za solarne baterije može se koristiti zajedno s bilo kojim solarnim panelom za brzo punjenje mobitela ili baterija mobitela u više brojeva, u osnovi je krug sposoban napuniti bilo koju bateriju bilo li-ionsku ili olovnu kiselinu koji mogu biti u rasponu od 5V.

Korištenje TL494 za Buck Converter

Dizajn se temelji na SMPS topologiji pretvarača, koristeći IC TL 494 (postao sam veliki ljubitelj ovog IC-a). Zahvaljujući 'Texas Instruments' za pružanje ovog divnog IC-a za nas.

Možda biste željeli saznati više o ovom čipu iz ovog posta koji objašnjava cjelovita lista podataka IC TL494

Kružni dijagram

Znamo da se solarni krug punjača od 5 V može lako izraditi pomoću linearnih IC-a poput LM 317 ili LM 338, više informacija o tome možete pronaći čitajući sljedeće članke:

Jednostavan krug solarnog punjača

Jednostavni strujni krug punjača

Međutim najveći nedostatak kod njih linearni punjači baterija je emisija topline kroz njihovo tijelo ili raspršivanjem kućišta, što rezultira rasipanjem dragocjene energije. Zbog ovog problema, ovi IC ne mogu proizvesti izlazni napon s nultim padom za opterećenje i uvijek trebaju najmanje 3V veće ulaze od navedenih izlaza.

Ovdje objašnjeni krug punjača od 5 V potpuno je oslobođen svih ovih muka, naučimo kako se iz predloženog sklopa postiže učinkovit rad.

Pozivajući se na gornji krug punjača solarne baterije od 5 V PWM, IC TL494 čini srce cijele aplikacije.

IC je specijalizirani IC PWM procesor, koji se ovdje koristi za upravljanje stupnjem pretvarača, odgovoran za pretvaranje visokog ulaznog napona u željeni izlaz niže razine.

Ulaz u krug može biti između 10 i 40 V, što postaje idealan raspon za solarne panele.

Ključne značajke IC uključuju:

Stvaranje preciznog PWM izlaza

Kako bi se generirali točni PWM-ovi, IC uključuje preciznu referencu od 5 V napravljenu pomoću koncepta razmaka pojasa što ga čini toplinski imunim. Ova referenca od 5 V koja se postiže na pinu # 14 IC-a postaje osnovni napon za sve ključne okidače koji su uključeni unutar IC-a i odgovorni su za obradu PWM-a.

IC se sastoji od para izlaza koji se mogu konfigurirati tako da naizmjenično osciliraju u konfiguraciji totem pola, ili oba istovremeno, kao jedan završeni oscilirajući izlaz. Prva opcija postaje prikladna za push-pull programe kao što su pretvarači itd.

Međutim, za sadašnju primjenu oscilirajući izlaz s jednim završetkom postaje povoljniji, a to se postiže uzemljenjem pin 13 na IC, a alternativno za postizanje push pull izlaza pin 13 može se spojiti s pinom 14, o tome smo raspravljali u naš prethodni članak već.

Izlazi IC imaju vrlo korisnu i zanimljivu internu postavku. Izlazi se završavaju preko dva tranzistora unutar IC-a. Ti su tranzistori raspoređeni s otvorenim emitorom / kolektorom preko pina 9/10 i pinova 8/11.

U aplikacijama koje zahtijevaju pozitivan izlaz, odašiljači se mogu koristiti kao izlazi, koji su dostupni od pins9 / 10. Za takve primjene obično bi se NPN BJT ili Nmosfet konfigurirali izvana za prihvaćanje pozitivne frekvencije na pin9 / 10 IC-a.

U sadašnjem dizajnu, budući da se PNP koristi s IC izlazima, negativni napon potapanja postaje pravi izbor, pa smo umjesto pin9 / 10 povezali pin8 / 11 s izlaznim stupnjem koji se sastoji od hibridnog stupnja PNP / NPN. Ovi izlazi pružaju dovoljnu struju potapanja za napajanje izlaznog stupnja i za pogon konfiguracije pretvarača jake struje.

PWM kontrola

Implementacija PWM-a, koja postaje presudni aspekt za sklop, postiže se hranjenjem uzorka povratnog signala na interno pojačalo pogreške IC-a kroz njegov neinvertirajući ulazni pin # 1.

Ovaj PWM ulaz može se povezati s izlazom iz pretvarača dolje preko potencijalnog razdjelnika R8 / R9, a ova povratna petlja unosi potrebne podatke u IC tako da IC može generirati kontrolirane PWM-ove preko izlaza kako bi održavajte izlazni napon dosljedno na 5V.

Ostali izlazni napon može se popraviti jednostavnim mijenjanjem vrijednosti R8 / R9 prema vlastitim potrebama aplikacije.

Kontrola struje

IC ima dva interno postavljena pojačala za pogreške za upravljanje PWM-om kao odgovor na vanjske povratne signale. Jedno od pojačala pogrešaka koristi se za upravljanje 5V izlazima, kao što je gore spomenuto, drugo pojačalo pogrešaka služi za upravljanje izlaznom strujom.

R13 formira trenutni osjetnik otpora, potencijal razvijen preko njega dovodi se na jedan od ulaza pin # 16 drugog pojačala pogreške koji se uspoređuje s referencom na kontaktu # 15 postavljenom na drugom ulazu opampera.

U predloženom dizajnu postavljen je na 10 ampera do R1 / R2, što znači da u slučaju da izlazna struja teži povećanju iznad 10 ampera, može se očekivati ​​da će pin16 ići veći od referentnog pin15 koji pokreće potrebnu kontrakciju PWM-a dok se struja ne vrati natrag na navedene razine.

Buck pretvarač snage

Stupanj snage prikazan u dizajnu je standardni stupanj pretvarača snage pomoću hibridnih Darlingtonovih parnih tranzistora NTE153 / NTE331.

Ovaj hibridni Darlingtonov stupanj reagira na frekvenciju kontroliranu PWM-om iz pina 8/11 IC-a i upravlja stupnjem pretvarača sa donjim pretvaračem koji se sastoji od induktora velike struje i preklopne diode velike brzine NTE6013.

Gornji stupanj daje precizan izlaz od 5v koji osigurava minimalno rasipanje i prefektni izlaz bez nule.

Zavojnica ili prigušnica mogu se namotati na bilo koju feritnu jezgru pomoću tri paralelne niti super emajlirane bakrene žice promjera 1 mm, a vrijednost induktiviteta može biti blizu 140 uH za predloženi dizajn.

Stoga se ovaj krug punjača solarne baterije od 5 V može smatrati idealnim i izuzetno učinkovitim krugom solarnog punjača za sve vrste aplikacija za punjenje solarnih baterija.