PWM szolár akkumulátor töltő áramkör

Ez az egyszerű, továbbfejlesztett, 5 V-os nulla csepp PWM napelemes akkumulátor töltő áramkör bármely napkollektorral együtt használható mobiltelefonok vagy mobiltelefon-akkumulátorok gyors töltésére, alapvetően az áramkör képes bármilyen akkumulátor töltésére, legyen az Li-ion vagy ólom sav amelyek az 5V-os tartományon belül lehetnek.

A TL494 használata a Buck Converterhez

A tervezés az SM TL buck4 konverter topológiájára épül, amely az IC TL 494-et használja (ennek az IC-nek nagy rajongója lettem). Köszönet „Texas Instruments” amiért biztosította számunkra ezt a csodálatos IC-t.

Érdemes lehet többet megtudni erről a chipről ebben a bejegyzésben, amely elmagyarázza a TL494 IC teljes adatlapja

Kördiagramm

Tudjuk, hogy egy 5 V-os napelemes töltőáramkör könnyen megépíthető olyan lineáris IC-k segítségével, mint az LM 317 vagy az LM 338, erről további információkat talál a következő cikkek elolvasásával:

Egyszerű szolár töltő áramkör

Egyszerű áramvezérelt töltőáramkör

Azonban a legnagyobb hátrány ezekkel lineáris akkumulátortöltők hő kibocsátás a testükön keresztül vagy az eset elvezetése révén, ami értékes erőforrások pazarlását eredményezi. E probléma miatt ezek az IC-k nem képesek a terheléshez nulla esésfeszültség-kimenetet produkálni, és mindig legalább 3 V-tal magasabb bemenetre van szükségük, mint a megadott kimenetek.

Az itt ismertetett 5V-os töltő áramköre teljesen mentes mindezektől a problémáktól. Tanuljuk meg, hogyan érhető el a hatékony működés a javasolt áramkörből.

A fenti 5 V-os PWM szolár akkumulátor-töltő áramkörre hivatkozva az IC TL494 alkotja a teljes alkalmazás szívét.

Az IC egy speciális PWM processzor IC, amelyet itt egy buck konverter fokozat vezérlésére használnak, és felelős a magas bemeneti feszültség előnyös alacsonyabb szintű kimenetté alakításáért.

Az áramkör bemenete 10 és 40 V között lehet, ami a napelemek ideális tartományává válik.

Az IC főbb jellemzői a következők:

Pontos PWM kimenet generálása

A pontos PWM-ek előállítása érdekében az IC tartalmaz egy pontos 5V-os referenciát, amelyet sávrés-koncepció alkalmazásával készítenek, amely hővé teszi immunitást. Ez az 5 V referencia, amelyet az IC 14. érintkezőjénél érnek el, az IC-ben részt vevő és a PWM feldolgozásáért felelős összes döntő kiváltó tényező alapfeszültségévé válik.

Az IC egy kimenetpárból áll, amelyek konfigurálhatók úgy, hogy felváltva változzanak totem pólus konfigurációban, vagy mindkettő egyszerre, mint egy végű oszcilláló kimenet. Az első lehetőség alkalmas push-pull típusú alkalmazásokra, például inverterekben stb.

Azonban a jelen alkalmazásban az egy végű oszcilláló kimenet kedvezőbbé válik, és ezt úgy érjük el, hogy az IC # 13-as földelését földeljük, vagy egy push-pull kimenet eléréséhez a # 13-as kimenetet a 14-es tűvel lehet összekötni, ezt már megvitattuk előző cikkünk már.

Az IC kimenetei nagyon hasznosak és belsőleg érdekesek. A kimenetek az IC-n belüli két tranzisztoron keresztül végződnek. Ezek a tranzisztorok nyitott emitterrel / kollektorral vannak elrendezve a 9/10 tű és a 8/11 érintkezők között.

Pozitív kimenetet igénylő alkalmazásoknál a kibocsátók használhatók kimenetként, amelyek a 9/10-es csapokról érhetők el. Ilyen alkalmazások esetén általában egy NPN BJT vagy egy Nmosfet van konfigurálva külsőleg, hogy elfogadja a pozitív frekvenciát az IC pin9 / 10-jén.

Jelen konstrukcióban, mivel a PNP-t az IC kimenetekkel együtt használják, a negatív süllyedő feszültség válik a megfelelő választássá, ezért a pin9 / 10 helyett a pin8 / 11-et kapcsoltuk a PNP / NPN hibrid szakaszból álló kimeneti fokozattal. Ezek a kimenetek elegendő süllyesztő áramot biztosítanak a kimeneti fokozat táplálásához és a nagyáramú bak konverter konfigurációjának meghajtásához.

PWM vezérlés

A PWM megvalósítást, amely az áramkör szempontjából döntő fontosságúvá válik, úgy érjük el, hogy egy minta visszacsatoló jelet táplálunk az IC belső hibás erősítőjébe az 1. nem invertáló bemeneti tűjén keresztül.

Ez a PWM bemenet látható az összekapcsolt konverter kimenetével összekötve az R8 / R9 potenciálosztón keresztül, és ez a visszacsatolási hurok bevezeti a szükséges adatokat az IC-be, hogy az IC képes legyen vezérelt PWM-eket generálni a kimenetek között annak érdekében, hogy tartsa a kimeneti feszültséget folyamatosan 5 V-on.

Egyéb kimeneti feszültség rögzíthető az R8 / R9 értékeinek egyszerű megváltoztatásával, a saját alkalmazásának megfelelően.

Áramszabályozás

Az IC két hibás erősítővel rendelkezik, amelyek a belső visszajelzésekre reagálva a PWM vezérlésére vannak belsőleg beállítva. Az egyik hibaerősítőt az 5V-os kimenetek vezérlésére használják, a fentiek szerint, a második hiba-erősítőt a kimeneti áram vezérlésére használják.

R13 alkotja az áramérzékelő ellenállást, a rajta kialakult potenciál a második hibaerősítő # 16-os bemenetének egyikébe táplálódik, amelyet összehasonlít az opamp másik bemenetén beállított # 15-es érintkező referenciája.

A javasolt kivitelben 10amp-ra állítják át R1 / R2-ig, vagyis ha a kimeneti áram 10ampamp fölé növekszik, akkor a 16 csap várhatóan magasabb lesz, mint a referencia15 pin15, amely elindítja a szükséges PWM összehúzódást, amíg az áram vissza nem korlátozódik a megadott szinteket.

Buck Power Converter

A kivitelben bemutatott teljesítményfokozat egy szokásos teljesítmény-átalakító fokozat, hibrid NTE153 / NTE331 Darlington páros tranzisztorokat használva.

Ez a hibrid Darlington-fokozat reagál a PWM által vezérelt frekvenciára az IC 8/11-es pin-jétől, és működteti a nagyáramú induktivitásból és az NTE6013 nagy sebességű kapcsoló diódából álló buck konverter fokozatot.

A fenti szakasz pontos 5v-os kimenetet eredményez, amely biztosítja a minimális szórást és a prefektus nulla cseppkimenetet.

A tekercs vagy az induktor bármely ferritmagra feltekerhető három párhuzamos szál zománcozott rézhuzal segítségével, amelyek mindegyikének átmérője 1 mm, az induktivitás értéke a javasolt kialakításnál bárhol 140 uH lehet.

Így ez az 5 V-os napelemes töltőáramkör ideális és rendkívül hatékony napelemes töltőáramkörnek tekinthető minden típusú napelemes akkumulátor-töltő alkalmazáshoz.