Circuito de carregador solar LDO Zero Drop

O artigo discute um circuito de carregador solar LDO de baixa queda ou zero sem um microcontrolador que pode ser modificado de várias maneiras diferentes com base na preferência do usuário. O circuito não depende do microcontrolador e pode até ser construído por um leigo.

O que é um carregador de gota zero?

Um carregador solar de queda zero é um dispositivo que garante que a voltagem do painel solar atinja a bateria sem sofrer queda de voltagem, devido à resistência ou interferência dos semicondutores. O circuito aqui usa um MOSFET como um comutador para garantir uma queda de tensão mínima do painel solar conectado.

Além disso, o circuito tem uma clara vantagem sobre outras formas de design de carregador de gota zero, não ignora desnecessariamente o painel, garantindo que ele possa operar em sua área mais eficiente.

Vamos entender como esses recursos podem ser alcançados por meio dessa nova idéia de circuito criada por mim.

Circuito LDO mais simples

Aqui está um exemplo de um carregador solar LDO mais simples que qualquer hobby pode criar em questão de minutos.


Esses circuitos podem ser usados ​​efetivamente em vez dos caros diodos Schottky para obter uma transferência equivalente de energia solar para a carga.

Um MOSFET de canal P é usado como um comutador LDO de queda zero. O diodo zener protege o MOSFET de altas tensões do painel solar acima de 20 V. O 1N4148 protege o MOSFET de uma conexão reversa do painel solar. Portanto, este LDOS MOSFET protege-se completamente das condições de polaridade reversa e também permite que a bateria carregue sem perder nenhuma tensão no meio.

Para uma versão de canal N, você pode tentar a seguinte variante.

LDO usando MOSFETs de canal N

Usando amplificadores operacionais

Se você estiver interessado em construir um carregador de gota zero com a função de corte automático, pode aplicá-lo usando o amplificador operacional como um comparador, como abaixo. Nesse projeto, o pino não inversor do IC é posicionado como sensor de tensão através de um estágio divisor de tensão feito por R3 e R4.

Referindo-se ao diagrama de circuito do carregador do regulador de tensão de queda zero proposto, vemos uma configuração bastante simples que consiste em um opamp e um mosfet como os principais ingredientes ativos.

O pino do inversor é tão comumente montado quanto a entrada de referência usada pelo R2 e pelo diodo zener.


Supondo que a bateria a ser carregada seja uma bateria de 12V, a junção entre R3 e R4 é calculada para produzir 14,4V em um certo nível ótimo de tensão de entrada, que pode ser a tensão de circuito aberto no painel conectado.

Ao aplicar a tensão solar nos terminais de entrada mostrados, o mosfet começa com a ajuda de R1 e permite que toda a tensão passe através de seu fio de drenagem, que eventualmente atinge a junção R3 / R4.

O nível de tensão é detectado instantaneamente aqui e, caso seja maior que o conjunto de 14,4V, ativa a saída de opamp com alto potencial.

Essa ação desliga instantaneamente o mosfet, certificando-se de que não há mais voltagem para chegar ao seu ralo.

No entanto, no processo, a tensão agora tende a cair abaixo da marca de 14,4V na junção R3 / R4, o que mais uma vez faz com que a saída do opamp caia e, por sua vez, liga o mosfet. .

A chave acima continua repetindo rapidamente, resultando em uma constante de 14,4 V na saída alimentada aos terminais da bateria.

O uso do mosfet garante uma saída de queda quase nula do painel solar.

D1 / C1 são introduzidos para manter e manter um fornecimento constante aos pinos de suprimento do IC.

Ao contrário dos reguladores do tipo shunt, aqui a tensão excessiva do painel solar é controlada desligando o painel, garantindo carga zero no painel solar e permitindo que ele opere nas condições mais eficientes, como em uma situação MPPT.

O circuito do carregador solar LDO sem microcontrolador pode ser facilmente atualizado, adicionando limite automático de corte e sobrecorrente.

Diagrama de circuito

NOTA: CONECTE O PIN DO IC # 7 DIRETAMENTE AO TERMINAL DO PAINEL SOLAR (+), DE OUTRA FORMA, O CIRCUITO NÃO FUNCIONARÁ. USE LM321 SE A TENSÃO DO PAINEL SOLAR FOR MAIOR QUE 18 V.


Lista de peças

  • R1, R2 = 10K
  • R3, R4 = use uma calculadora divisora ​​de potencial on-line para definir a tensão de junção necessária
  • D2 = 1N4148
  • C1 = 10uF / 50V
  • C2 = 0,22 uF
  • Z1 = deve ser muito menor que a bateria selecionada acima do nível de carga
  • IC1 = 741
  • Mosfet = baseado em bateria AH e tensão solar.

Usando MOSFET de canal N

O baixo abandono proposto também pode ser efetivamente implementado usando um MOSFET de canal N da seguinte maneira:

Circuito de carregador solar simples de queda zero, sem microcontrolador e corrente controlada

NOTA: CONECTE O PIN DO IC # 4 DIRETAMENTE AO TERMINAL (-) DO PAINEL SOLAR; DE OUTRA FORMA, O CIRCUITO PARARÁ DE FUNCIONAR. USE LM321 EM VEZ DE 741 SE A SAÍDA DO PAINEL FOR MAIOR QUE 18 V.

Adicionar uma função de controle atual

O segundo diagrama acima mostra como o design acima pode ser atualizado com uma função de controle de corrente simplesmente adicionando um estágio de transistor BC547 através da entrada inversora do opamp.

R5 pode ser qualquer resistor de baixo valor, como 100 ohms.

R6 determina a corrente máxima de carga permitida para a bateria que pode ser configurada usando a fórmula:

R (ohms) = 0,6 / I, em que I é a taxa de carga ideal (amperes) da bateria conectada.

Circuito terminado solar do carregador de bateria da gota zero:

Com base na sugestão “jrp4d”, os layouts explicados acima precisavam de algumas modificações sérias para funcionar corretamente. Apresentei os projetos de trabalho corrigidos e finalizados nos diagramas mostrados abaixo:

De acordo com “jrp4d”:

Oi, eu tenho mexido com Mosfets (circuitos de controle de tensão) e acho que nenhum dos circuitos funciona, exceto quando a tensão da linha é apenas alguns volts a mais do que a tensão alvo da bateria. Para qualquer coisa em que a linha seja muito mais do que a bateria, o mosfet só funcionará porque o circuito de controle não pode controlá-la.

Nos dois circuitos, é o mesmo problema: com o canal P, o amplificador operacional não consegue acionar o portão suficientemente alto para desligá-lo (como observado em um post): simplesmente passa a tensão da linha diretamente para a bateria. Na versão de canal N, o amplificador operacional não pode conduzir o gate suficientemente baixo, porque opera em uma voltagem mais alta que a linha lateral.

Ambos os circuitos precisam de um dispositivo de acionamento que opere na tensão de linha completa, controlada pelo amplificador operacional

A sugestão acima parece válida e correta. A maneira mais simples de corrigir o problema acima é conectar o pino 7 do IC opamp ao (+) do painel solar diretamente. Isso resolveria o problema instantaneamente!

Como alternativa, os desenhos acima podem ser modificados da maneira mostrada abaixo para o mesmo:

Usando NPN BJT ou mosfet de canal N:

circuito de carregamento solar de queda zero sem microcontrolador

O diodo D1 pode ser removido quando a operação LDO for confirmada

Na figura acima, o transistor de potência NPN pode ser um mosfet TIP142 ou IRF540 ….. e remover D1, pois simplesmente não é necessário

Usando transistor PNP ou P-mosfet

O diodo D1 pode ser removido quando a operação for confirmada.

Na figura acima, o transistor de potência pode ser um mosfet TIP147 ou IRF9540, o transistor associado a R1 pode ser um transistor BC557 …… e remover D1, pois simplesmente não é necessário.

Como configurar o circuito do carregador solar LDO

É muito fácil.

  1. Não conecte nenhum suprimento ao lado do mosfet.
  2. Substitua a bateria por uma entrada de fonte de alimentação variável e ajuste-a ao nível de carga da bateria que deveria ser carregada.
  3. Agora ajuste cuidadosamente o pino 2 predefinido até que o LED apague … mova o preset para frente e para trás e verifique a resposta do LED; ele também deve piscar ON / OFF de acordo, finalmente ajuste o preset para um ponto em que o LED esteja desligue completamente …. sele a predefinição.
  4. Seu carregador solar de ponto zero está pronto e pronto.

Você pode confirmar o exposto aplicando uma tensão de entrada muito maior no lado do mosfet; você verá que a saída do lado da bateria produz o nível de tensão perfeitamente regulado que você definiu anteriormente.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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