Zero Drop LDO Solar Charger Circuit

I artikeln diskuteras en enkel LDO med lågt utfall, eller nollfallsladdarkrets utan mikrokontroller som kan modifieras på många olika sätt enligt användarens preferenser. Kretsen är inte beroende av mikrokontroller och kan byggas även av en lekman.

Vad är en Zero Drop Charger

En nollfallsladdare är en anordning som säkerställer att spänningen från solpanelen når batteriet utan att någon spänningsfall minskar, vare sig på grund av motstånd eller halvledarstörningar. Kretsen här använder en MOSFET som en omkopplare för att säkerställa minsta spänningsfall från den anslutna solpanelen.

Dessutom har kretsen en tydlig fördel jämfört med andra former av nollfallsladdarkonstruktioner, den shuntar inte panelen i onödan och ser till att panelen får arbeta i sin högsta effektivitetszon.

Låt oss förstå hur dessa funktioner kan uppnås genom denna nya kretsidé designad av mig.

Enklaste LDO-krets

Här är ett enklaste exempel på LDO-solcelladdare som kan byggas på några minuter av alla intresserade hobbyister.

Dessa kretsar kan användas effektivt i stället för dyra Schottky dioder, för att få en ekvivalent droppöverföring av solenergi till lasten.

En P-kanal MOSFET används som en LDO-omkopplare med nollsläpp. Zenerdioden skyddar MOSFET från höga solpanelspänningar över 20 V. 1N4148 skyddar MOSFET från en omvänd solpanelanslutning. Således skyddas denna MOSFET LDO helt från omvänd polaritetsförhållanden och låter också batteriet ladda utan att tappa någon spänning i mitten.

För en N-kanalversion kan du prova följande variant.

Använda Op-förstärkare

Om du är intresserad av att bygga en zero drop-laddare med automatisk avstängningsfunktion kan du använda den med en förstärkare som är ansluten som en komparator enligt nedan. I denna design är IC: s icke-inverterande stift placerad som spänningssensor via ett spänningsdelningssteg tillverkat av R3 och R4.

Med hänvisning till det föreslagna kretsschemat för laddningsregulatorns nollfallsspänning ser vi en ganska enkel konfiguration bestående av en opamp och en mosfet som de viktigaste aktiva ingredienserna.

Det inverterande stiftet är som vanligt riggat som referensingången med R2 och zenerdioden.

Förutsatt att batteriet som ska laddas är ett 12V batteri beräknas korsningen mellan R3 och R4 så att det producerar 14,4V vid en viss optimal ingångsspänningsnivå som kan vara den anslutna panelens öppna kretsspänning.

När solspänningen appliceras vid de visade ingångsterminalerna, initierar mosfet med hjälp av R1 och tillåter hela spänningen över dess avloppsledning som äntligen når R3 / R4-korsningen.

Spänningsnivån känns omedelbart här och om den är högre än den inställda 14.4V, slår PÅ på opamp-utgången till en hög potential.

Denna åtgärd stänger omedelbart av mosfetten och ser till att ingen ytterligare spänning tillåts nå sin avlopp.

Men i processen tenderar nu spänningen att sjunka under 14,4 V-märket över R3 / R4-korsningen, vilket ännu en gång uppmanar opamp-utgången att gå lågt och i sin tur sätta på MOSFET.

Ovanstående omkoppling fortsätter att upprepas snabbt vilket resulterar i en konstant 14,4V vid utgången som matas till batteripolerna.

Användningen av mosfet säkerställer en nästan nollutgång från solpanelen.

D1 / C1 introduceras för att upprätthålla och upprätthålla en konstant tillförsel till IC-matningsstiftet.

Till skillnad från shunttypsregulatorer styrs här överflödsspänningen från solpanelen genom att stänga av panelen, vilket säkerställer att solpanelen inte laddas och låter den fungera vid de mest effektiva förhållandena, precis som en MPPT-situation.

LDO-solcellsladdarkretsen utan mikrokontroller kan enkelt uppgraderas genom att lägga till en automatisk avstängning och en överströmsfunktion.

Kretsschema

ANMÄRKNING: Anslut PIN-koden nr 7 till IC DIREKT MED (+) TERMINALEN PÅ SOLPANELEN ANNAN FUNKTIONEN FUNGERAR INTE. ANVÄND LM321 OM SOLSPÄNNINGSSPÄNNINGEN ÄR HÖGRE ÄN 18 V.

Dellista

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = använd en online potentialdelningsräknare för att fixera den nödvändiga korsningsspänningen
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22uF
• Z1 = ska vara mycket lägre än det valda batteriet över laddningsnivån
• IC1 = 741
• Mosfet = enligt batteriets AH och solspänningen.

Använda N-Channel MOSFET

Det föreslagna låga utfallet kan också implementeras effektivt med en N-kanal MOSFET. enligt nedan:

ANMÄRKNING: Anslut PIN-koden nr 4 till IC direkt med (-) terminalen på solpanelen, annars kommer kretsen att fungera. ANVÄND LM321 I stället för 741 OM PANELUTGÅNGEN ÄR högre än 18 V.

Lägga till en aktuell kontrollfunktion

Det andra diagrammet ovan visar hur ovanstående design kan uppgraderas med en strömstyrningsfunktion genom att helt enkelt lägga till ett BC547-transistorsteg över opampens inverterande ingång.

R5 kan vara vilket motstånd med lågt värde som helst som 100 ohm.

R6 bestämmer den maximalt tillåtna laddningsströmmen till batteriet som kan ställas in med hjälp av formeln:

R (Ohm) = 0,6 / I, där jag är den optimala laddningshastigheten (ampere) för det anslutna batteriet.

Slutförd Solar zero drop batteriladdarkrets:

Enligt förslaget från 'jrp4d' ovanstående förklarade mönster behövde några allvarliga modifieringar för att fungera korrekt. Jag har presenterat de slutgiltiga, korrigerade arbetsdesignerna för samma genom nedanstående diagram:

Enligt 'jrp4d':

Hej - Jag har trasslat med Mosfets (spänningskontrollkretsar) och jag tror inte att någon av kretsarna kommer att fungera förutom där spänningslinjen bara är några volt större än målbatteriets spänning. För allt där linjen är mycket mer än batteriet kommer mosfet bara att leda eftersom styrkretsen inte kan styra den.

I båda kretsarna är det samma problem, med P-kanal kan inte förstärkaren driva grinden tillräckligt högt för att stänga av den (som observeras av ett inlägg) - den passerar bara linjespänningen rakt genom batteriet. I N-kanalversionen kan op-förstärkaren inte köra grinden tillräckligt lågt eftersom den fungerar vid en högre spänning än -ve-linjen i sidan.

Båda kretsarna behöver en drivenhet som arbetar med hela spänningen, styrd av op-amp

Förslaget ovan ser giltigt och korrekt ut. Det enklaste sättet att åtgärda ovanstående problem är att ansluta stift nr 7 på opamp IC med (+) på solpanelen direkt. Detta skulle omedelbart lösa problemet!

Alternativt kan ovanstående mönster modifieras på det sätt som visas nedan för samma:

Använda NPN BJT eller N-channel mosfet:

Dioden D1 kan avlägsnas när LDO-funktionen har bekräftats

I figuren ovan kan NPN-effekttransistorn vara en TIP142 eller en IRF540-mosfet ..... och ta bort D1 eftersom det helt enkelt inte krävs

Använda PNP-transistor eller P-mosfet

Dioden D1 kan tas bort när arbetet har bekräftats

I figuren ovan kan effekttransistorn vara en TIP147 eller en IRF9540-mosfet, transistorn associerad med R1 kan vara en BC557-transistor ...... och ta bort D1 eftersom det helt enkelt inte krävs.

Så här ställer du in LDO-laddarkretsen

Det är väldigt lätt.

1. Anslut inte någon matning på mosfetsidan.
2. Byt ut batteriet mot en variabel strömförsörjningsingång och justera det till laddningsnivån för det batteri som ska laddas.
3. Justera nu pin2-förinställningen försiktigt tills lysdioden bara stängs av ... snurra förinställningen fram och tillbaka och kontrollera LED-svaret, den ska också blinka PÅ / AV motsvarande, justera slutligen förinställningen till en punkt där LED bara stängs av helt .... försegla förinställningen.
4. Din zero drop sol laddare är redo och klar.

Du kan bekräfta ovanstående genom att använda en mycket högre ingångsspänning på mosfetsidan, du hittar batteriets utgång som producerar den perfekt reglerade spänningsnivån som du tidigare ställt in.