9 простых схем зарядного устройства для солнечных батарей

Простое солнечное зарядное устройство - это небольшие устройства, которые позволяют быстро и дешево заряжать аккумулятор с помощью солнечной энергии.

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 встроенных основных функции:

• Стоит невысокая.
• Дружелюбный и простой в сборке.
• Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворить основные потребности в зарядке аккумулятора.

В публикации всесторонне объясняются девять лучших, но простых схем зарядного устройства для солнечных батарей с использованием IC LM338, транзисторов, MOSFET, понижающего преобразователя и т. Д., Которые могут быть построены и установлены даже непрофессионалами для зарядка всех типов аккумуляторов и работа с другим сопутствующим оборудованием

Обзор

Солнечные панели не новы для нас, и сегодня они широко используются во всех секторах. Основное свойство этого устройства - преобразование солнечной энергии в электрическую - сделало его очень популярным, и теперь оно серьезно рассматривается как будущее решение всех кризисов или дефицитов электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрического оборудования или просто храниться в соответствующем запоминающем устройстве для дальнейшего использования.

Обычно есть только один эффективный способ хранения электроэнергии - использование аккумуляторов.

Перезаряжаемые батареи, вероятно, являются лучшим и наиболее эффективным способом сбора или хранения электроэнергии для последующего использования.

Энергия от солнечного элемента или солнечной панели также может эффективно храниться, чтобы ее можно было использовать по своему усмотрению, обычно после захода солнца или когда стемнело, и когда накопленная мощность становится очень необходимой для работы освещения.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка аккумулятора от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам:

Напряжение от солнечной панели может сильно варьироваться в зависимости от падающих солнечных лучей и

Сила тока также меняется по тем же причинам, указанным выше.

Две вышеуказанные причины могут сделать параметры зарядки типичной аккумуляторной батареи очень непредсказуемыми и опасными.

ОБНОВИТЬ:

Прежде чем углубляться в следующие концепции, вы, вероятно, можете попробовать это очень простое зарядное устройство для солнечных батарей, которое обеспечит безопасную и гарантированную зарядку небольшой батареи 12 В 7 Ач через небольшую солнечную панель:

Требуемые детали

• Солнечная панель - 20В, 1 ампер
• IC 7812 - 1 шт.
• 1N4007 Диоды - 3nos
• Резистор 2к2 1/4 ватт - 1НО

Выглядит круто, не правда ли? Фактически, ИС и диоды могут уже лежать в вашем электронном мусорном ящике, поэтому их необходимо покупать. Теперь давайте посмотрим, как их можно настроить для окончательного результата.

Расчетное время, необходимое для зарядки аккумулятора с 11 В до 14 В, составляет около 8 часов.

Как мы знаем, IC 7812 будет вырабатывать фиксированное напряжение 12 В на выходе, которое нельзя использовать для зарядки аккумулятора 12 В. 3 диода, подключенные к его клеммам заземления (GND), введены специально для решения этой проблемы и для обновления выхода IC примерно до 12 + 0,7 + 0,7 + 0,7 В = 14,1 В, что именно то, что требуется для зарядки 12 В. аккумулятор полностью.

Падение на 0,7 В на каждом диоде повышает порог заземления ИС за счет установленного уровня, заставляя ИС регулировать выход на уровне 14,1 В вместо 12 В. Резистор 2k2 используется для активации или смещения диодов, чтобы он мог проводить и обеспечить запланированное полное падение напряжения 2,1 В.

Делаем это еще проще

Если вы ищете еще более простое солнечное зарядное устройство, то, вероятно, нет ничего более простого, чем подключение солнечной панели соответствующего номинала напрямую к соответствующей батарее через блокирующий диод, как показано ниже:

Хотя вышеуказанная конструкция не включает в себя регулятор, она все равно будет работать, поскольку токовый выход панели является номинальным, и это значение будет показывать только ухудшение, когда солнце меняет свое положение.

Однако для батареи, которая не полностью разряжена, описанная выше простая установка может нанести некоторый вред батарее, так как батарея будет быстро заряжаться и будет продолжать заряжаться до небезопасного уровня и в течение более длительных периодов времени.

1) Использование LM338 в качестве солнечного контроллера

Но благодаря современным универсальным чипам, таким как LM 338 и LM 317 , который может очень эффективно справляться с вышеуказанными ситуациями, делая процесс зарядки всех аккумуляторных батарей через солнечную панель очень безопасным и желательным.

Ниже показана схема простого зарядного устройства для солнечных батарей LM338 с использованием микросхемы LM338:

На принципиальной схеме показана простая установка с использованием IC LM 338 который был настроен в своем стандартном режиме регулируемого источника питания.

Использование функции текущего контроля

Особенность дизайна в том, что он включает текущий контроль функция также.

Это означает, что если ток имеет тенденцию к увеличению на входе, что обычно может иметь место, когда интенсивность солнечных лучей увеличивается пропорционально, напряжение зарядного устройства пропорционально падает, снижая ток до указанного номинального значения.

Как мы можем видеть на схеме, коллектор / эмиттер транзистора BC547 подключен через ADJ и землю, он становится ответственным за инициирование действий по управлению током.

По мере увеличения входного тока батарея начинает потреблять больше тока, что создает напряжение на R3, которое преобразуется в соответствующее базовое возбуждение транзистора.

Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что сила тока регулируется в соответствии с безопасными требованиями к батарее.

Текущий предел Формула:

R3 можно рассчитать по следующей формуле

R3 = 0,7 / Максимальный предел тока

Дизайн печатной платы для описанной выше простой схемы зарядного устройства для солнечных батарей приведен ниже:

Измеритель и входной диод не включены в печатную плату.

2) Цепь зарядного устройства солнечной батареи за 1 доллар

Вторая конструкция объясняет дешевую, но эффективную схему солнечного зарядного устройства стоимостью менее 1 доллара, которую может создать даже неспециалист для эффективной зарядки солнечных батарей.

Вам понадобится только панель солнечных батарей, селекторный переключатель и несколько диодов, чтобы получить достаточно эффективное солнечное зарядное устройство.

Что такое максимальная мощность солнечного слежения?

Для непрофессионала это было бы чем-то слишком сложным и изощренным, чтобы понять, и системой, включающей экстремальную электронику.

В каком-то смысле это может быть правдой, и, безусловно, MPPT - это сложные высокопроизводительные устройства, которые предназначены для оптимизации зарядки аккумулятора без изменения кривой V / I солнечной панели.

Простыми словами MPPT отслеживает мгновенное максимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки аккумулятора таким образом, чтобы напряжение панели оставалось неизменным или вдали от нагрузки.

Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное мгновенное напряжение не будет снижено близко к напряжению подключенной батареи, которая заряжается.

Например, если напряжение холостого хода вашей солнечной панели составляет 20 В, а батарея, которая должна заряжаться, рассчитана на 12 В, и если вы подключите два напрямую, напряжение на панели упадет до напряжения батареи, что сделает работу слишком неэффективной. .

И наоборот, если бы вы могли сохранить неизменным напряжение панели, но извлечь из нее наилучший вариант зарядки, система бы работала по принципу MPPT.

Таким образом, все дело в оптимальной зарядке аккумулятора без влияния или падения напряжения на панели.

Есть один простой и нулевой метод реализации вышеуказанных условий.

Выберите солнечную батарею, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. Значение для Аккумулятор 12В Вы можете выбрать панель с напряжением 15 В, которая обеспечит максимальную оптимизацию обоих параметров.

Однако практически вышеуказанных условий может быть трудно достичь, потому что солнечные панели никогда не производят постоянную мощность и имеют тенденцию генерировать ухудшающиеся уровни мощности в ответ на меняющееся положение солнечных лучей.

Вот почему всегда рекомендуется использовать солнечную панель с гораздо более высоким рейтингом, чтобы даже в худших дневных условиях она продолжала заряжать аккумулятор.

Сказав, что нет необходимости использовать дорогие системы MPPT, вы можете получить аналогичные результаты, потратив на это несколько долларов. Следующее обсуждение прояснит процедуры.

Как работает схема

Как обсуждалось выше, чтобы избежать ненужной нагрузки на панель, нам необходимо создать условия, идеально согласовывающие напряжение фотоэлектрической батареи с напряжением батареи.

Это можно сделать, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или имеющийся у вас мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете ожидать, что он будет автоматическим, вам, возможно, придется работать с переключателем довольно много раз в день.

Мы знаем, что прямое падение напряжения на выпрямительном диоде составляет около 0,6 вольт, поэтому, добавив много диодов последовательно, можно изолировать панель от перетаскивания на подключенное напряжение батареи.

Ссылаясь на схему, приведенную ниже, можно организовать маленькое классное зарядное устройство MPPT с использованием показанных дешевых компонентов.

Предположим, что на схеме напряжение холостого хода панели составляет 20 В, а батарея рассчитана на 12 В.

Их прямое подключение приведет к увеличению напряжения на панели до уровня заряда батареи, что сделает ситуацию неприемлемой.

Последовательно добавляя 9 диодов, мы эффективно изолируем панель от нагрузки и перетаскивания к напряжению батареи, но при этом извлекаем из нее максимальный зарядный ток.

Общее прямое падение объединенных диодов будет около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В дает около 20 В, что означает, что после последовательного подключения всех диодов во время пикового солнечного света напряжение на панели незначительно упадет до 19 В, что приведет к эффективному зарядка аккумулятора.

Теперь предположим, что солнце начинает опускаться, вызывая падение напряжения на панели ниже номинального. Это можно контролировать с помощью подключенного вольтметра и пропускать несколько диодов, пока батарея не восстановится с получением оптимальной мощности.

Показанный символ стрелки, подключенный к плюсу напряжения панели, можно заменить поворотным переключателем для рекомендуемого выбора диодов, включенных последовательно.

При реализации описанной выше ситуации можно эффективно моделировать четкие условия зарядки MPPT без использования дорогостоящих устройств. Вы можете сделать это для всех типов панелей и батарей, просто подключив большее количество диодов.

3) Солнечное зарядное устройство и схема драйвера для белого светодиода SMD высокой мощности 10 Вт / 20 Вт / 30 Вт / 50 Вт

Третья идея учит нас, как построить простой солнечный светодиод со схемой зарядного устройства для светящийся светодиод высокой мощности (SMD) фары порядка от 10 ватт до 50 ватт. Светодиоды SMD полностью защищены термически и от перегрузки по току с помощью недорогого каскада ограничения тока LM 338. Идея была предложена г-ном Сарфразом Ахмадом.

Технические характеристики

По сути, я дипломированный инженер-механик из Германии 35 лет назад, много лет работал за границей и уехал много лет назад из-за личных проблем дома.
Извините, что беспокою вас, но я знаю о ваших способностях и опыте в области электроники и искренне помогал и направлял таких начинающих, как я. Я видел эту схему где-то для 12 В постоянного тока.

Я подключил к SMD, 12 В 10 Вт, конденсатор 1000 мкФ, 16 В и мостовой выпрямитель, вы можете увидеть номер детали на нем. Когда я включаю свет на выпрямителе, начинает нагреваться и оба SMD. Боюсь, если оставить эти лампы включенными в течение длительного времени, это может повредить SMD и выпрямитель. Не знаю, в чем проблема. Вы можете мне помочь.

“что такое оптоволоконная связь ”

У меня на крыльце есть свет, который включается на диске и выключается на рассвете. К сожалению, из-за отключения нагрузки, когда нет электричества, этот свет не горит, пока электричество не вернется.

Я хочу установить как минимум два SMD (12 В) с LDR, чтобы, как только свет погас, загорелся свет SMD. Я хочу добавить еще два аналогичных светильника в другом месте на крыльце автомобиля, чтобы все было освещено. Я думаю, что если я подключу все эти четыре SMD-светильника к источнику питания 12 В, который будет получать питание от цепи ИБП.

Конечно, это создаст дополнительную нагрузку на батарею ИБП, которая вряд ли полностью заряжена из-за частого отключения нагрузки. Другое лучшее решение - установить 12-вольтовую солнечную панель и прикрепить к ней все четыре лампы SMD. Он зарядит аккумулятор и включит / выключит свет.

Эта солнечная панель должна поддерживать эти огни всю ночь и отключаться на рассвете. Пожалуйста, помогите мне и расскажите подробнее об этой схеме / проекте.

Вы можете найти время, чтобы выяснить, как это сделать. Я пишу вам, так как, к сожалению, ни один продавец электроники или солнечной энергии на нашем местном рынке не готов мне помочь. Никто из них, похоже, не обладает технической квалификацией, и они просто хотят продавать свои запчасти.

Сарфраз Ахмад

Равалпинди, Пакистан

Дизайн

На показанной выше схеме солнечной светодиодной лампы SMD мощностью от 10 до 50 Вт с автоматическим зарядным устройством мы видим следующие этапы:

• К солнечной панели
• Пара схем регулятора LM338 с регулируемым током
• Реле переключения
• Аккумуляторная батарея
• и светодиодный SMD-модуль на 40 Вт

Вышеупомянутые этапы объединяются следующим образом:

Две ступени LM 338 сконфигурированы в стандартных режимах регулятора тока с использованием соответствующих сопротивлений измерения тока для обеспечения выхода с регулируемым током для соответствующей подключенной нагрузки.

Нагрузкой для левого LM338 является аккумулятор, который заряжается от этого каскада LM338 и входной источник солнечной панели. Резистор Rx рассчитывается таким образом, чтобы батарея получала установленный ток и не перегружалась или не заряжалась.

Правая сторона LM 338 загружена светодиодным модулем, и здесь Ry проверяет, что модуль получает правильное указанное количество тока, чтобы защитить устройства от ситуации теплового разгона.

Характеристики напряжения солнечной панели могут находиться в диапазоне от 18 до 24 В.

Реле вводится в схему и соединяется со светодиодным модулем таким образом, что оно включается только ночью или когда темно ниже порогового значения для солнечной панели для выработки необходимой любой мощности.

Пока доступно солнечное напряжение, реле остается под напряжением, изолируя светодиодный модуль от батареи и обеспечивая отключение светодиодного модуля мощностью 40 Вт в дневное время и во время зарядки аккумулятора.

После наступления сумерек, когда солнечное напряжение становится достаточно низким, реле больше не может удерживать свое положение Н / Н и переключается в положение Н / З, соединяя батарею со светодиодным модулем и освещая массив через доступный полностью заряженный заряд батареи.

Видно, что светодиодный модуль прикреплен к радиатору, который должен быть достаточно большим, чтобы добиться оптимального результата от модуля и для обеспечения более длительного срока службы и яркости устройства.

Расчет номиналов резисторов

Указанные ограничивающие резисторы можно рассчитать по приведенным формулам:

Rx = 1,25 / ток зарядки аккумулятора

Ry = 1,25 / номинальный ток светодиода.

Предполагая, что это свинцово-кислотная батарея на 40 Ач, предпочтительный зарядный ток должен составлять 4 ампера.

поэтому Rx = 1,25 / 4 = 0,31 Ом

мощность = 1,25 x 4 = 5 Вт

Ток светодиода можно найти, разделив его общую мощность на номинальное напряжение, то есть 40/12 = 3,3 ампер.

поэтому Ry = 1,25 / 3 = 0,4 Ом

мощность = 1,25 x 3 = 3,75 Вт или 4 Вт.

Ограничительные резисторы не используются для светодиодов мощностью 10 Вт, поскольку входное напряжение от батареи соответствует указанному пределу 12 В для светодиодного модуля и, следовательно, не может превышать безопасные пределы.

Приведенное выше объяснение показывает, как микросхему LM338 можно просто использовать для создания полезной схемы солнечного светодиодного освещения с автоматическим зарядным устройством.

4) Автоматическая цепь солнечного света с использованием реле

В нашей 4-й автоматической цепи солнечного освещения мы включаем одно реле в качестве переключателя для зарядки аккумулятора в дневное время или пока солнечная панель вырабатывает электричество, а также для освещения подключенного светодиода, когда панель не активна.

Обновление до переключения реле

В одной из моих предыдущих статей, в которой объяснялся простой цепь солнечного света сада , мы использовали один транзистор для операции переключения.

Одним из недостатков более ранней схемы является то, что она не обеспечивает регулируемую зарядку аккумулятора, хотя это не может быть строго важным, поскольку аккумулятор никогда не заряжается до полного потенциала, этот аспект может потребовать улучшения.

Еще один связанный с этим недостаток более ранней схемы - ее низкая мощность, которая не позволяет использовать батареи высокой мощности и светодиоды.

Следующая схема эффективно решает обе вышеупомянутые проблемы с помощью реле и транзисторного каскада эмиттерного повторителя.

Принципиальная электрическая схема

Как это устроено

Во время оптимального солнечного света реле получает достаточную мощность от панели и остается включенным с активированными замыкающими контактами.

Это позволяет аккумулятору получать зарядное напряжение через стабилизатор напряжения на транзисторном эмиттерном повторителе.

В эмиттер-повторитель конструкция сконфигурирована с использованием TIP122, резистора и стабилитрона. Резистор обеспечивает необходимое смещение для проводимости транзистора, в то время как значение стабилитрона ограничивает напряжение эмиттера, которое контролируется на уровне чуть ниже значения напряжения стабилитрона.

Таким образом, стабилитрон выбирается соответствующим образом, чтобы соответствовать зарядному напряжению подключенной батареи.

Для батареи 6 В напряжение стабилитрона может быть выбрано как 7,5 В, для батареи 12 В напряжение стабилитрона может составлять около 15 В и так далее.

Эмиттерный повторитель также следит за тем, чтобы аккумулятор никогда не перезарядился сверх установленного предела зарядки.

В вечернее время, когда обнаруживается значительное падение солнечного света, реле блокируется от требуемого минимального напряжения удержания, заставляя его переключаться с замыкающего контакта на замыкающий.

Вышеупомянутое переключение реле мгновенно переводит батарею из режима зарядки в режим светодиода, подсвечивая светодиод через напряжение батареи.

Список запчастей для 6В / 4Ач автоматическая цепь солнечного света с использованием переключения реле

1. Солнечная панель = 9 В, 1 ампер
2. Реле = 6 В / 200 мА
3. Rx = 10 Ом / 2 Вт
4. стабилитрон = 7,5 В, 1/2 Вт

5) Контроллер транзисторного солнечного зарядного устройства

Пятая идея, представленная ниже, описывает простую схему солнечного зарядного устройства с автоматическим отключением только с использованием транзисторов. Идея была предложена г-ном Мубараком Идрисом.

Цели и требования схемы

1. Пожалуйста, сэр, не могли бы вы сделать мне литий-ионный аккумулятор 12 В, 28,8 Ач, автоматический контроллер заряда с использованием солнечной панели в качестве источника питания, который составляет 17 В при 4,5 А при максимальном солнечном свете.
2. Контроллер заряда должен иметь возможность иметь защиту от перезарядки и отключение низкого заряда батареи, а схема должна быть простой для новичка без микросхемы или микроконтроллера.
3. Схема должна использовать реле или BJT транзисторов в качестве выключателя и стабилитроны для опорного напряжения, благодаря сэру надежде услышать от вас скоро!

Дизайн

Дизайн печатной платы (со стороны компонентов)

Ссылаясь на приведенную выше простую схему солнечного зарядного устройства с использованием транзисторов, автоматическое отключение для полного уровня заряда и нижнего уровня выполняется через пару BJT, сконфигурированных как компараторы.

Напомним ранее схема индикатора низкого заряда батареи на транзисторах , где низкий уровень заряда батареи был обозначен с помощью всего двух транзисторов и нескольких других пассивных компонентов.

Здесь мы используем идентичный дизайн для определения уровня заряда батареи и для обеспечения необходимого переключения батареи через солнечную панель и подключенную нагрузку.

Предположим, что изначально у нас есть частично разряженная батарея, из-за которой первый BC547 слева перестает проводить (это устанавливается путем настройки базовой предустановки на этот пороговый предел) и позволяет проводить следующее BC547.

Когда этот BC547 проводит, он позволяет TIP127 включиться, что, в свою очередь, позволяет напряжению солнечной панели достигать батареи и начинать ее зарядку.

Вышеупомянутая ситуация, наоборот, удерживает TIP122 выключенным, так что нагрузка не может работать.

Когда батарея начинает заряжаться, напряжение на шинах питания также начинает расти до точки, когда левая сторона BC547 может просто проводить ток, в результате чего правая сторона BC547 перестает проводить дальше.

Как только это происходит, TIP127 блокируется от отрицательных базовых сигналов, и он постепенно перестает проводить, так что батарея постепенно отключается от напряжения солнечной панели.

Однако описанная выше ситуация позволяет TIP122 медленно получать триггер смещения базы, и он начинает проводить ..., что гарантирует, что теперь нагрузка сможет получить необходимое питание для своих операций.

Вышеупомянутая схема солнечного зарядного устройства с использованием транзисторов и с автоматическим отключением может использоваться для любых небольших приложений солнечного контроллера, таких как безопасная зарядка аккумуляторов мобильных телефонов или других форм литий-ионных аккумуляторов.

За получающий Регулируемая зарядка

Следующая конструкция показывает, как преобразовать или модернизировать приведенную выше принципиальную схему в регулируемое зарядное устройство, чтобы аккумулятор поставлялся с фиксированным и стабилизированным выходом независимо от повышения напряжения от солнечной панели.

6) Карманная солнечная светодиодная цепь

Шестая схема здесь объясняет простую недорогую схему карманного светодиодного освещения на солнечных батареях, которую могли бы использовать нуждающиеся и неимущие слои общества для дешевого ночного освещения своих домов.

Идея была предложена г-ном Р.К. Рао

Цели и требования схемы

1. Я хочу сделать карманный светодиодный светильник SOLAR с использованием прозрачной пластиковой коробки 9 см x 5 см x 3 см [доступной на рынке за 3 рупий], используя светодиод мощностью 1 Вт / светодиоды 20 мА, работающий от перезаряжаемой герметичной свинцово-кислотной батареи 4 В, 1 А. [SUNCA / VICTARI], а также с возможностью зарядки с помощью зарядного устройства для сотового телефона [при наличии сетевого тока].
2. Батарею следует заменять, если она разряжена после использования в течение 2/3 лет / предписанного срока службы сельским / племенным пользователем.
3. Это предназначено для использования детьми из племен / сельских районов для освещения книги; на рынке есть лучшие светодиодные фонари по цене около 500 рупий [d.light] за 200 рупий [Thrive].
4. Эти фонари хороши, за исключением того, что у них есть мини-солнечная панель и яркий светодиод со сроком службы десять лет, если не больше, но с перезаряжаемой батареей без возможности ее замены, если она разрядится через два или три года использования. трата ресурсов и неэтичность.
5. Я планирую проект, в котором батарею можно будет заменить, сделать ее доступной на месте по низкой цене. Цена на свет не должна превышать 100/150 рупий.
6. Он будет продаваться на некоммерческой основе через неправительственные организации в районах проживания племен и, в конечном итоге, будет поставлять комплекты для молодежи из племен / сельских районов для изготовления их в деревне.
7. Я вместе с коллегой сделал несколько светильников с мощными батареями 7V EW и 2x20mA pirahna Led и протестировал их - они длились более 30 часов непрерывного освещения, достаточного для освещения книги с полуметрового расстояния, а другой - с батареей sunce 4v. и светодиод мощностью 350 А мощностью 1 Вт, обеспечивающий достаточно света для приготовления пищи в хижине.
8. Можете ли вы предложить схему с одной перезаряжаемой батареей AA / AAA, мини-солнечной панелью размером 9x5 см для установки на крышку коробки, усилителем постоянного и постоянного тока и светодиодами 20 мА. Если вы хотите, чтобы я пришел к вам для обсуждения, я могу.
9. Вы можете увидеть свет, который мы сделали на фотографиях Google, по адресу https://goo.gl/photos/QyYU1v5Kaag8T1WWA. Благодарю вас,

Дизайн

По запросу схемы карманных светодиодных фонарей на солнечных батареях должны быть компактными, работать с одной ячейкой 1,5AAA с использованием преобразователя постоянного тока в постоянный ток и оснащены схема саморегулирующегося солнечного зарядного устройства .

Представленная ниже принципиальная схема, вероятно, удовлетворяет всем вышеперечисленным спецификациям, но все же остается в пределах доступной стоимости.

Принципиальная электрическая схема

Дизайн базовый схема джоуля вора используя одиночный элемент фонарика, BJT и индуктор для питания любого стандартного светодиода 3,3 В.

В конструкции показан светодиод мощностью 1 Вт, хотя можно использовать светодиод меньшей яркости 30 мА.

В солнечная светодиодная схема способен выдавливать последнюю каплю «джоуля» или заряда из ячейки, отсюда и название «джоулевый вор», что также подразумевает, что светодиод будет гореть до тех пор, пока внутри ячейки практически ничего не останется. Однако аккумулятор здесь не рекомендуется разряжать ниже 1 В.

Зарядное устройство на 1,5 В в конструкции построено с использованием другого маломощного BJT, сконфигурированного в его конфигурации эмиттерного повторителя, что позволяет ему выдавать выходное напряжение эмиттера, которое точно равно потенциалу на его базе, установленному предустановкой 1K. Это должно быть точно установлено так, чтобы эмиттер выдавал не более 1,8 В при входном постоянном токе более 3 В.

Источником входного постоянного тока является солнечная панель, которая может производить более 3 В при оптимальном солнечном свете и позволяет зарядному устройству заряжать аккумулятор с максимальным выходным напряжением 1,8 В.

По достижении этого уровня эмиттерный повторитель просто запрещает дальнейшую зарядку элемента, предотвращая любую возможность перезарядки.

Индуктор для схемы карманного солнечного светодиода состоит из небольшого трансформатора с ферритовым кольцом, имеющего 20:20 витков, которые можно соответствующим образом изменить и оптимизировать для обеспечения наиболее благоприятного напряжения для подключенного светодиода, которое может работать даже до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 1,2 В. .

7) Простое солнечное зарядное устройство для уличных фонарей

Седьмое солнечное зарядное устройство, обсуждаемое здесь, лучше всего подходит, так как система уличного освещения на солнечных батареях специально разработана для начинающих любителей, которые могут построить ее, просто обратившись к представленной здесь графической схеме.

Благодаря простой и относительно дешевой конструкции система может быть подходящим образом использована для уличного освещения в деревне или в других подобных отдаленных районах, тем не менее, это никоим образом не ограничивает ее использование в городах.

Основные характеристики этой системы:

1) Зарядка с контролем напряжения

2) Работа светодиода с контролем тока

3) Никаких реле, все твердотельные конструкции

4) Отключение нагрузки при низком критическом напряжении

5) Индикаторы низкого и критического напряжения

6) Отключение полной зарядки не включено для простоты и потому, что зарядка ограничена контролируемым уровнем, который никогда не позволит аккумулятору перезарядиться.

7) Использование популярных микросхем, таких как LM338, и транзисторов, таких как BC547, обеспечивает беспроблемную закупку

8) Ступень определения дня и ночи, обеспечивающая автоматическое отключение в сумерках и включение на рассвете.

Полная схема предлагаемой простой светодиодной системы уличного освещения проиллюстрирована ниже:

Принципиальная электрическая схема

Каскад схемы, состоящий из T1, T2 и P1, сконфигурирован как простой датчик низкого заряда батареи, цепь индикатора

Точно идентичный каскад также можно увидеть чуть ниже, с использованием T3, T4 и связанных частей, которые образуют еще один каскад детектора низкого напряжения.

Этап T1, T2 обнаруживает напряжение аккумулятора, когда оно падает до 13 В, путем включения подключенного светодиода на коллекторе T2, в то время как этап T3, T4 обнаруживает напряжение аккумулятора, когда оно достигает уровня ниже 11 В, и указывает ситуацию, загорая соответствующий светодиод. с коллектором Т4.

P1 используется для регулировки каскада T1 / T2 таким образом, чтобы светодиод T2 загорался только при напряжении 12 В, аналогично P2 настраивается, чтобы светодиод T4 начинал светиться при напряжении ниже 11 В.

IC1 LM338 сконфигурирован как простой источник питания с регулируемым напряжением для регулирования напряжения солнечной панели до точного 14 В, это делается путем соответствующей настройки предустановки P3.

Этот выход от IC1 используется для зарядки батареи уличного фонаря в дневное время и при ярком солнечном свете.

IC2 - это еще одна микросхема LM338, подключенная в режиме контроллера тока, ее входной контакт соединен с плюсом батареи, а выход соединен со светодиодным модулем.

IC2 ограничивает уровень тока от батареи и подает необходимое количество тока на светодиодный модуль, чтобы он мог безопасно работать в ночном режиме резервного копирования.

T5 - это силовой транзистор, который действует как переключатель и срабатывает на стадии критического разряда батареи, когда напряжение батареи стремится достичь критического уровня.

Всякий раз, когда это происходит, база T5 мгновенно заземляется T4, мгновенно отключая его. Когда Т5 отключен, светодиодный модуль может светиться и, следовательно, также отключен.

Это условие предотвращает и предохраняет аккумулятор от чрезмерной разрядки и повреждения. В таких ситуациях аккумулятору может потребоваться внешняя зарядка от сети с использованием источника питания 24 В, подключенного к линиям питания солнечной панели, через катод D1 и землю.

Сила тока от этого источника питания может быть установлена ​​на уровне около 20% от емкости батареи, и батарея может заряжаться до тех пор, пока оба светодиода не перестанут светиться.

Транзистор T6 вместе со своими базовыми резисторами расположен так, чтобы обнаруживать питание от солнечной панели и гарантировать, что светодиодный модуль остается отключенным, пока разумный объем питания доступен с панели, или, другими словами, T6 держит светодиодный модуль в закрытом состоянии. выключается, пока не станет достаточно темно для светодиодного модуля, а затем включается. Обратное происходит на рассвете, когда светодиодный модуль автоматически выключается. R12, R13 следует тщательно отрегулировать или выбрать, чтобы определить желаемые пороговые значения для циклов включения / выключения светодиодного модуля.

Как построить

Чтобы успешно завершить эту простую систему уличного освещения, описанные этапы должны быть построены отдельно и проверены отдельно перед их объединением.

Сначала соберите каскад T1, T2 вместе с R1, R2, R3, R4, P1 и светодиодом.

Затем, используя переменный источник питания, подайте точные 13 В на этот этап T1, T2 и отрегулируйте P1 так, чтобы светодиод просто загорелся, немного увеличьте напряжение до 13,5 В, и светодиод должен выключиться. Этот тест подтвердит правильную работу этой ступени индикатора низкого напряжения.

Аналогичным образом сделайте ступень T3 / T4 и установите P2 аналогичным образом, чтобы светодиод светился при напряжении 11 В, что становится критической настройкой уровня для ступени.

После этого вы можете перейти к этапу IC1 и отрегулировать напряжение на его «теле» и земле до 14 В, отрегулировав P3 до нужной степени. Это нужно снова сделать, подав напряжение 20 В или 24 В на его входной контакт и линию заземления.

Этап IC2 может быть построен, как показано, и не потребует какой-либо процедуры настройки, за исключением выбора R11, который может быть выполнен с использованием формулы, представленной в этом универсальный ограничитель тока артикул

Список деталей

• R1, R2, R3 R4, R5, R6, R7 R8, R9, R12 = 10 кОм, 1/4 Вт
• P1, P2, P3 = 10K ПРЕДУСТАНОВКИ
• R10 = 240 Ом 1/4 Вт
• R13 = 22 тыс.
• D1, D3 = 6A4 ДИОД
• D2, D4 = 1N4007
• T1, T2, T3, T4 = BC547
• T5 = TIP142
• R11 = СМОТРЕТЬ ТЕКСТ
• IC1, IC2 = LM338 IC TO3 корпус
• Светодиодный модуль = Изготовлен путем последовательного и параллельного подключения светодиодов 24nos 1 Вт.
• Аккумулятор = 12 В SMF, 40 Ач
• Солнечная панель = 20/24 В, 7 ампер

Изготовление светодиодного модуля мощностью 24 Вт

Светодиодный модуль мощностью 24 Вт для указанной выше простой системы уличного освещения на солнечных батареях может быть построен просто путем соединения 24 светодиодов мощностью 1 Вт, как показано на следующем рисунке:

8) Схема понижающего преобразователя панели солнечных батарей с защитой от перегрузки

В восьмой концепции солнечной энергии, обсуждаемой ниже, говорится о простой схеме понижающего преобразователя солнечной панели, которую можно использовать для получения любого желаемого пониженного напряжения на входах от 40 до 60 В. Схема обеспечивает очень эффективное преобразование напряжения. Идея была предложена господином Дипаком.

Технические характеристики

Я ищу понижающий преобразователь постоянного тока со следующими характеристиками.

1. Входное напряжение = от 40 до 60 В постоянного тока.

2. Выходное напряжение = регулируемое 12, 18 и 24 В постоянного тока (несколько выходов из одной и той же цепи не требуются. Отдельная цепь для каждого выходного напряжения также подойдет)

3. Выходной ток = 5-10А.

4. Защита на выходе = перегрузка по току, короткое замыкание и т. Д.

5. Небольшой светодиодный индикатор работы устройства будет преимуществом.

Был бы признателен, если бы вы помогли мне разработать схему.

С наилучшими пожеланиями,
Дипак

Дизайн

Предлагаемая схема понижающего преобразователя с 60 В на 12 В, 24 В показана на рисунке ниже, подробности можно понять, как описано ниже:

Конфигурацию можно разделить на этапы, а именно. каскад нестабильного мультивибратора и понижающий преобразователь, управляемый МОП-транзистором.

BJT T1, T2 вместе со связанными с ним частями образуют стандартную схему AMV, подключенную для генерации частоты с частотой примерно от 20 до 50 кГц.

Mosfet Q1 вместе с L1 и D1 формирует стандартную топологию понижающего преобразователя для реализации необходимого понижающего напряжения на C4.

AMV управляется входом 40 В, и сгенерированная частота подается на затвор подключенного МОП-транзистора, который немедленно начинает колебаться при доступном токе от входа, управляющего сетью L1, D1.

Вышеупомянутое действие генерирует необходимое пониженное напряжение на C4,

D2 следит за тем, чтобы это напряжение никогда не превышало номинальную отметку, которая может быть зафиксирована в 30 В.

Это максимальное предельное пониженное напряжение 30 В далее подается на регулятор напряжения LM396, который может быть настроен для получения конечного желаемого напряжения на выходе с максимальной скоростью 10 ампер.

Выход может использоваться для зарядки предполагаемого аккумулятора.

Принципиальная электрическая схема

Список деталей для вышеуказанного понижающего преобразователя на 60 В, 12 В, 24 В для солнечных панелей.

• R1 --- R5 = 10 К
• R6 = 240 Ом
• R7 = 10K POT
• C1, C2 = 2 нФ
• C3 = 100 мкФ / 100 В
• C4 = 100 мкФ / 50 В
• Q1 = ЛЮБОЙ МОП-транзистор с P-каналом на 100 В, 20 А
• Т1, Т2 = BC546
• D1 = ЛЮБОЙ ДИОД БЫСТРОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ 10А
• D2 = 30 В ЗЕНЕР 1 ВАТТ
• D3 = 1N4007
• L1 = 30 витков 21 суперэмалированного медного провода SWG, намотанного на ферритовый стержень диаметром 10 мм.

9) Домашнее солнечное электричество для жизни вне сети

Девятая уникальная конструкция, описанная здесь, иллюстрирует простую расчетную конфигурацию, которая может использоваться для реализации электрической панели солнечных батарей любого желаемого размера, установленной для удаленных домов, или для обеспечения автономной системы электроснабжения от солнечных панелей.

Технические характеристики

Я очень уверен, что у вас должна быть готова такая принципиальная схема. Просматривая ваш блог, я заблудился и не мог выбрать ни одного, наиболее подходящего для моих требований.

Я просто пытаюсь изложить здесь свое требование и убедиться, что правильно его понял.

(Это пилотный проект для меня, чтобы отважиться в этой области. Вы можете считать меня большим нулем в электрических знаниях.)

Моя основная цель - максимально использовать солнечную энергию и сократить расходы на электроэнергию до минимума. (Я остаюсь в Thane. Итак, вы можете представить счета за электричество.) Итак, вы можете считать, что я полностью делаю систему освещения на солнечной энергии для своего дома.

1. Когда достаточно солнечного света, мне не нужен искусственный свет. Как только интенсивность солнечного света падает ниже допустимой нормы, я хочу, чтобы мой свет включался автоматически.

Но я бы хотел выключить их перед сном. Моя текущая система освещения (которую я хочу осветить) состоит из двух обычных ламп яркого света (36 Вт / 880 8000K) и четырех КЛЛ мощностью 8 Вт.

Хотел бы воспроизвести всю установку со светодиодным освещением на солнечной энергии.

Как я уже сказал, я большой ноль в области электричества. Итак, пожалуйста, помогите мне также с ожидаемой стоимостью установки.

Дизайн

36 Вт x 2 плюс 8 Вт дают в сумме около 80 Вт, что является общим требуемым уровнем потребления.

Теперь, когда лампы предназначены для работы при уровне сетевого напряжения, которое в Индии составляет 220 В, становится необходим инвертор для преобразования напряжения солнечной панели в требуемые характеристики для освещения.

Кроме того, поскольку для работы инвертора требуется аккумулятор, который можно предположить как аккумулятор на 12 В, все параметры, необходимые для настройки, могут быть рассчитаны следующим образом:

Общее предполагаемое потребление = 80 Вт.

Вышеупомянутая мощность может потребляться с 6 утра до 6 вечера, что становится максимальным периодом, который можно оценить, и это примерно 12 часов.

Умножение 80 на 12 дает = 960 ватт-час.

Это означает, что солнечная панель должна будет производить столько ватт-часов в течение желаемого периода в 12 часов в течение всего дня.

Однако, поскольку мы не ожидаем получения оптимального солнечного света в течение года, мы можем предположить, что средний период оптимального дневного света составляет около 8 часов.

Разделив 960 на 8, мы получим 120 Вт, а это означает, что необходимая солнечная панель должна быть не менее 120 Вт.

Если выбрано напряжение панели около 18 В, текущие характеристики будут 120/18 = 6,66 ампер или просто 7 ампер.

Теперь давайте рассчитаем размер батареи, которая может быть использована для инвертора и которая может потребоваться для зарядки от указанной выше солнечной панели.

Опять же, поскольку общее количество ватт-часов за весь день рассчитано примерно на 960 Вт, разделив это на напряжение батареи (которое предполагается равным 12 В), мы получим 960/12 = 80, что составляет около 80 или просто 100 Ач, поэтому необходимая батарея должна быть рассчитана на 12 В, 100 Ач для обеспечения оптимальной работы в течение дня (период 12 часов).

Нам также понадобится контроллер заряда от солнечной батареи для зарядки аккумулятора, и поскольку аккумулятор будет заряжаться в течение примерно 8 часов, скорость зарядки должна быть около 8% от номинальной AH, что составляет 80 x 8. % = 6,4 ампера, поэтому необходимо указать контроллер заряда, чтобы он мог комфортно выдерживать не менее 7 ампер для требуемой безопасной зарядки аккумулятора.

На этом мы завершаем все расчеты солнечных панелей, аккумуляторов и инверторов, которые могут быть успешно реализованы для любой подобной установки, предназначенной для автономного проживания в сельской местности или другом отдаленном районе.

Для других спецификаций V, I цифры могут быть изменены в приведенных выше расчетах для достижения соответствующих результатов.

В случае, если батарея кажется ненужной, и солнечная панель также может быть напрямую использована для работы инвертора.

Простая схема регулятора напряжения солнечной панели может быть показана на следующей диаграмме, данный переключатель может использоваться для выбора варианта зарядки аккумулятора или прямого управления инвертором через панель.

В приведенном выше случае регулятор должен вырабатывать от 7 до 10 ампер тока, поэтому в ступени зарядного устройства необходимо использовать LM396 или LM196.

Вышеупомянутый регулятор солнечной панели может быть сконфигурирован со следующей простой схемой инвертора, которой будет вполне достаточно для питания запрошенных ламп через подключенную солнечную панель или аккумулятор.

Перечень деталей для указанной выше схемы инвертора: R1, R2 = 100 Ом, 10 Вт

R3, R4 = 15 Ом 10 Вт

T1, T2 = TIP35 на радиаторах

В последней строке запроса предлагается светодиодная версия, которая будет разработана для замены и модернизации существующих люминесцентных ламп CFL. То же самое можно реализовать, просто исключив аккумулятор и инвертор и интегрировав светодиоды с выходом солнечного регулятора, как показано ниже:

Отрицательный полюс адаптера должен быть соединен и соединен с отрицательным полюсом солнечной панели.

Последние мысли

Друзья, это были 9 основных конструкций зарядных устройств для солнечных батарей, которые были вручную выбраны с этого сайта.

В блоге вы найдете много других таких усовершенствованных конструкций на основе солнечных батарей для дальнейшего чтения. И да, если у вас есть какие-либо дополнительные идеи, вы обязательно можете представить их мне, я обязательно представлю их здесь, чтобы наши зрители получили удовольствие от чтения.

Отзыв одного из заядлых читателей

Привет, Свагатам,

Я наткнулся на ваш сайт и нахожу вашу работу очень вдохновляющей. В настоящее время я работаю по программе естественных наук, технологий, инженерии и математики (STEM) для студентов 4-5 курсов в Австралии. Проект направлен на повышение интереса детей к науке и ее связи с реальными приложениями.

Программа также привносит сочувствие в процесс инженерного проектирования, когда молодые учащиеся знакомятся с реальным проектом (контекстом) и взаимодействуют со своими одноклассниками для решения мирской проблемы. В течение следующих трех лет мы сосредоточены на ознакомлении детей с наукой об электричестве и практическим применением электротехники. Введение в то, как инженеры решают проблемы реального мира на благо общества.

В настоящее время я работаю над онлайн-контентом для программы, которая будет ориентирована на молодых учащихся (4-6 классы), изучающих основы электричества, в частности, возобновляемых источников энергии, в данном случае солнечной энергии. Посредством программы самостоятельного обучения дети узнают и исследуют электричество и энергию по мере того, как они знакомятся с реальным проектом, т.е. с освещением детей, проживающих в лагерях беженцев по всему миру. По завершении пятинедельной программы дети объединяются в группы для создания солнечных фонарей, которые затем отправляются детям из неблагополучных семей по всему миру.

Как некоммерческий образовательный фонд, мы ищем вашу помощь в разработке простой принципиальной схемы, которую можно было бы использовать для создания солнечного светильника мощностью 1 Вт в качестве практического занятия в классе. Мы также закупили у производителя 800 комплектов солнечного света, которые дети собирают, однако нам нужен кто-то, чтобы упростить принципиальную схему этих комплектов освещения, которые будут использоваться для простых уроков по электричеству, схемам и расчету мощности. вольт, ток и преобразование солнечной энергии в электрическую.

Я с нетерпением жду вашего ответа и продолжаю вашу вдохновляющую работу.

Решение запроса

Я ценю ваш интерес и ваши искренние усилия по просвещению нового поколения в области солнечной энергии.
Я приложил самую простую, но эффективную схему драйвера светодиода, которую можно использовать для безопасного освещения 1-ваттного светодиода от солнечной панели с минимальным количеством деталей.
Обязательно прикрепите к светодиоду радиатор, иначе он может быстро сгореть из-за перегрева.
Схема управляется напряжением и током для обеспечения оптимальной безопасности светодиода.
Сообщите мне, если у вас возникнут дальнейшие сомнения.