uadepe.ru

Простий стабілізатор для сонячної панелі

Простий стабілізатор для сонячної панелі

Стабілізатори для сонячних батарей досить різноманітні. Найпростіший тип стабілізатора - шунтовой. Він має наступні переваги: ​​простота, низька розсіює потужність, низька вартість, висока надійність. Але в обмін на ці переваги доводиться миритися з тим, що напруга на батареї постійно змінюється, то вгору, то вниз, що акумулятор перемикається, то в режим зарядки повним струмом, то в стан відсутності зарядного струму, і, що постійні перемикання призводять до імпульсних перешкод на виході стабілізатора. Залежно від призначення, необхідно вибрати найбільш підходящий тип стабілізатора. У більшості сонячних установок я використовував лінійні стабілізатори, який мають переваги плавного регулювання напруги і вкрай невеликих викидів напруги на навантаженні. Правда, вони мають і істотні недоліки: більш високу вартість, великі розміри і високу рассеиваемую потужність. Але коли мене попросили зробити сонячний стабілізатор для яхти, який обслуговує тільки одну сонячну панель на 3.1 ампера, і підключається до акумуляторної батареї на 300 A · год, краще було використовувати маленьке і простий пристрій, ніж лінійний стабілізатор. Так що я спроектував і виготовив саме такий стабілізатор. Ви також можете застосувати його для таких випадків, коли потужність сонячних батарей досить мала в поєднанні з відносно великою ємністю акумулятора, або коли низька вартість, простота конструкції і висока надійність є більш важливими, ніж стабільність лінійного регулювання.

Стабілізатор був зібраний на макетної платі і змонтований в герметичному пластмасовому корпусі, який, в свою чергу, був встановлений на алюмінієвій монтажній пластині. Клеми виготовлені з латуні. Така конструкція пристрою використана, щоб протистояти суворої морському середовищі і недбалому поводженню.



Якщо сонячна панель не генерує енергію, вся схема відключена і не споживає від акумулятора абсолютно ніякого струму. Коли сонце встає, і панель починає видавати не менше 10 В, включаються індикаторний світлодіод і два малопотужних транзистора. Пристрій починає працювати. Поки напруга батареї залишається нижче 14 В, операційний підсилювач (він має дуже низьке споживання струму) буде тримати MOSFET транзистор закритим, так що нічого особливого не станеться, і струм від сонячної панелі буде проходити через діод Шотткі на батарею.

Коли напруга батареї досягне значення, рівного 14.0 В, операційний підсилювач U1 відкриє MOSFET транзистор. Транзистор буде шунтировать сонячну панель (для неї це зовсім безпечно), акумулятор перестане отримувати струм заряду, індикатор згасне, два малопотужних транзистора закриються, і конденсатор С2 повільно розрядиться. Після закінчення приблизно 3 секунд, конденсатор С2 розрядиться досить, щоб подолати гистерезис мікросхеми U1, яка знову закриє MOSFET транзистор. Тепер схема знову буде заряджати акумулятор, поки його напруга знову не досягне рівня перемикання. Таким чином, пристрій працює циклічно, кожен період включення польового транзистора триває 3 секунди, а кожен з періодів заряду акумулятора триває стільки, скільки необхідно для досягнення напруги 14.0 В. Тривалість цього періоду буде змінюватися в залежності від зарядного струму акумулятора і потужності підключеного до нього навантаження .

Мінімальний час включення схеми визначається часом заряду конденсатора С2 струмом, обмеженим транзистором Q3 приблизно до 40 мА. Ці імпульси можуть бути дуже короткими.

Конструкція схеми дуже проста. Всі компоненти досить доступні, і більшість з них можуть бути легко замінені іншими подібними компонентами. Я б не радив замінювати TLC271 або LM385-2.5. якщо ви не впевнені в правильності заміни. Обидві ці мікросхеми - малопотужні прилади, і їх споживання безпосередньо визначає час вимикання стабілізатора. Якщо ви використовуєте мікросхеми, які мають інше енергоспоживання, необхідно змінити ємність конденсатора С2, підібрати зсув транзистора Q3, але може, навіть це не допоможе правильно налаштувати схему.

MOSFET транзистор може бути замінений будь-яким іншим з досить низьким опором відкритого каналу, щоб воно дозволяло ефективно шунтировать сонячну панель. Діод D2 також може бути будь-яким, здатним витримати максимальний струм сонячної панелі. Застосування діода Шотткі краще, тому що на ньому буде падати вдвічі меншу напругу, ніж на стандартному кремнієвому, і такий діод буде в два рази менше грітися. Стандартний діод підходить, якщо правильно розміщений і змонтований. З наведеними на схемі компонентами стабілізатор може працювати з сонячними панелями з струмом до 4 А. Для більших панелей необхідно замінити лише MOSFET транзистор і діод більш потужними. Інші компоненти схеми залишаться колишніми. Радіатор для управління 4 А панеллю не потрібно. Але якщо поставити MOSFET на відповідний тепловідвід, схема зможе працювати з істотно більш потужної панеллю.

Резистор R8 в цій схемі дорівнює 92 кОм, що є нестандартним значенням. Я пропоную, щоб ви використовували включені послідовно резистори 82 кОм і 10 кОм, це простіше, ніж намагатися знайти спеціальний резистор. Резистори R8, R10 і R6 визначають напругу відсічення, так що краще, якщо вони будуть точними. Я використовував 5% резистори, але якщо Ви хочете підвищити надійність пристрою, використовуйте 1% резистори або виберіть найбільш точні з 5% за допомогою цифрового омметра. Ви можете також використовувати підлаштування резистор, і таким чином, регулювати напругу, але я б не радив цього робити, якщо ви хочете отримати високу надійність в агресивному середовищі. Підлаштування резистори просто виходять з ладу в таких умовах.

Переклад: Андрій Гаврилюк на замовлення РадіоЛоцман

Хочете отримувати повідомлення про вихід нових матеріалів на сайті?

Підпишіться на розсилку!

Поділися в соціальних мережах:


Схожі