Denna enkla, förbättrade 5V nollfall PWM-batteriladdarkrets kan användas tillsammans med vilken som helst solpanel för att snabbt ladda mobiltelefoner eller mobiltelefonbatterier i flera nummer, i princip kan kretsen ladda vilket batteri som helst, vare sig Li-ion eller blysyra som kan ligga inom 5V-intervallet.
Använd TL494 för Buck Converter
Designen är baserad på en SMPS-buck-omvandlingstopologi med IC TL 494 (jag har blivit ett stort fan av denna IC). Tack vare 'Texas instrument' för att tillhandahålla denna underbara IC till oss.
Du kanske vill lära dig mer om detta chip från det här inlägget som förklarar hela databladet för IC TL494
Kretsschema
Vi vet att en 5V solcelleladdarkrets enkelt kan byggas med linjära IC: er som LM 317 eller LM 338, du kan hitta mer information om detta genom att läsa följande artiklar:
Men den största nackdelen med dessa linjära batteriladdare är utsläpp av värme genom deras kropp eller genom fallförlust, vilket resulterar i slöseri med värdefull kraft. På grund av detta problem kan dessa IC inte producera en nollfallsspänningsutgång för belastningen och kräver alltid minst 3V högre ingångar än de angivna utgångarna.
Kretsen för 5V-laddaren som förklaras här är helt fri från alla dessa krångel, låt oss lära oss hur ett effektivt arbete uppnås från den föreslagna kretsen.
Med hänvisning till ovanstående 5V PWM-batteriladdarkrets, utgör IC TL494 hjärtat i hela applikationen.
IC är en specialiserad PWM-processor IC, som används här för att styra ett buckomvandlarsteg, som ansvarar för att konvertera den höga ingångsspänningen till en föredragen lägre utgång.
Ingången till kretsen kan vara var som helst mellan 10 och 40V, vilket blir det perfekta området för solpanelerna.
De viktigaste funktionerna i IC inkluderar:
Genererar exakt PWM-utdata
För att generera exakta PWM: er inkluderar IC en exakt 5V-referens med bandgap-koncept som gör det termiskt immunförsvar. Denna 5V-referens som uppnås vid stift nr 14 på IC: n blir basspänningen för alla viktiga utlösare som är involverade inom IC: n och ansvariga för PWM-behandlingen.
IC består av ett par utgångar som antingen kan konfigureras för att svänga växelvis i en totempolskonfiguration, eller båda i taget som en enda oscillerande utgång. Det första alternativet blir lämpligt för applikationer med push-pull-typ, t.ex. i växelriktare etc.
För den aktuella applikationen blir emellertid en oändlig oscillerande utgång mer gynnsam och detta uppnås genom att jorda stift nr 13 på IC, alternativt för att uppnå en utdragstapp nr 13 med tryckdragning kan anslutas till stift nr 14, vi har diskuterat detta i vår tidigare artikel redan.
Utgångarna från IC har en mycket användbar och en intressant inställning internt. Utgångarna avslutas via två transistorer inuti IC. Dessa transistorer är anordnade med en öppen emitter / kollektor tvärs över pin9 / 10 respektive pins 8/11.
För applikationer som kräver en positiv uteffekt kan emitterna användas som utgångar, som är tillgängliga från pins9 / 10. För sådana applikationer skulle normalt en NPN BJT eller en Nmosfet konfigureras externt för att acceptera den positiva frekvensen över pin9 / 10 på IC.
I den nuvarande konstruktionen, eftersom en PNP används med IC-utgångarna, blir en negativ sjunkande spänning rätt val, och därför har vi istället för pin9 / 10 kopplat pin8 / 11 med utgångssteget som består av PNP / NPN hybridsteget. Dessa utgångar ger tillräcklig sjunkström för att driva utgångssteget och för att driva konfigurationen med hög strömbockomvandlare.
PWM-kontroll
PWM-implementeringen, som blir den avgörande aspekten för kretsen, uppnås genom att mata en provåterkopplingssignal till den interna felförstärkaren på IC genom dess icke-inverterande ingångsstift # 1.
Denna PWM-ingång kan ses ansluten till utgången från buck-omvandlaren via potentialdelaren R8 / R9, och denna återkopplingsslinga matar in nödvändig data till IC så att IC kan generera kontrollerade PWM över utgångarna för att håll utspänningen konstant på 5V.
Annan utspänning kan fixeras genom att helt enkelt ändra värdena på R8 / R9 enligt deras egna applikationsbehov.
Nuvarande kontroll
IC har två felförstärkare inställda internt för att styra PWM som svar på externa återkopplingssignaler. En av felförstärkaren används för att styra 5V-utgångarna som diskuterats ovan, den andra felförstärkaren används för att styra utströmmen.
R13 bildar strömavkänningsmotståndet, den potential som utvecklas över den matas till en av ingångsstift nr 16 i den andra felförstärkaren som jämförs med referensen vid stift nr 15 inställd på den andra ingången till opampen.
I den föreslagna konstruktionen är den inställd på 10amp till R1 / R2, vilket betyder att om utströmmen tenderar att öka över 10amp kan pin16 förväntas gå högre än referensstiftet 15 som initierar den erforderliga PWM-kontraktionen tills strömmen är begränsad tillbaka till de angivna nivåerna.
Buck Power Converter
Kraftsteget som visas i designen är ett standardkraftomvandlarsteg som använder en hybrid Darlington-par-transistorer NTE153 / NTE331.
Detta hybrid Darlington-steg svarar på den PWM-styrda frekvensen från pin8 / 11 på IC: n och manövrerar buck-omvandlarsteget bestående av en högströmsspole och en höghastighetsomkopplingsdiod NTE6013.
Ovanstående steg ger en exakt 5v-utgång som garanterar minimal avledning och en prefekt nollfallsutgång.
Spolen eller induktorn kan lindas över vilken ferritkärna som helst med hjälp av tre parallella strängar av super emaljerad koppartråd, vardera med en diameter på 1 mm, induktansvärdet kan vara någonstans nära 140uH för den föreslagna designen.
Således kan denna 5V-batteriladdarkrets betraktas som en idealisk och extremt effektiv solcellsladdarkrets för alla typer av solbatteriladdningsapplikationer.
Tidigare: PWM-omvandlare med IC TL494-krets Nästa: Generera HHO-gas effektivt hemma
