Схема зарядного устройства для мобильного телефона на солнечной батарее

В статье всесторонне обсуждается схема зарядного устройства для смарт-солнечных сотовых телефонов на основе MPPT. Идея была предложена одним из заядлых читателей этого блога.

Технические характеристики

Я учусь на последнем курсе курса по электрике и электронике. Мой проект последнего года называется «Умное солнечное зарядное устройство для сотовых телефонов». Я надеялся, что сэр поможет мне сделать солнечное зарядное устройство умным.

Что-то, с чем я столкнулся, было использование пользовательского интерфейса, такого как использование привело, чтобы информировать пользователя, достаточно ли солнечного излучения для зарядки зарядного устройства или чего-то в этом роде. Но я не уверен, как будет выглядеть схема и какие компоненты необходимы. Надеюсь на помощь сэр.

Я думал об использовании пользовательского интерфейса, чтобы сделать солнечное зарядное устройство «умным». С функцией информирования пользователя о том, достаточно ли солнечного света для эффективной зарядки. Например, если световое излучение слишком низкое, пользователь будет проинформирован с помощью светящегося светодиода или экрана дисплея.

А когда солнечное зарядное устройство полностью заряжено, загорается светодиод, информирующий пользователя о том, что солнечное зарядное устройство готово к использованию.

Это то, о чем я думал до сих пор, сэр. Но я не уверен в его сложности, поэтому я открыт для любых новых предложений по улучшению этого дизайна.

Я также прочитал несколько статей в блоге сэра о mppt. Я не уверен, стоит ли мне подумать о добавлении этого в этот дизайн, так как я не знаком со сложностью построения этой схемы.

Я должен развить портативное умное солнечное зарядное устройство для сотовых телефонов . Поэтому я рассматривал использование пользовательского интерфейса для информирования пользователей как «умный» метод. Надеюсь, сэр может помочь мне в разработке этой схемы. Я также открыт для любых новых предложений, сэр.

Спасибо за быстрый отзыв, и я искренне признателен за вашу помощь, сэр.

Хорошего дня, сэр.

Дизайн

Что касается вышеупомянутой схемы интеллектуального солнечного зарядного устройства, конструкцию можно разделить на три основных этапа:

1) на основе MOSFET понижающий преобразователь сцена.

2) нестабильный каскад IC 555 и

3) Операционные усилители на основе солнечный трекер MPPT сцена.

Этапы предназначены для работы следующим образом:

Понижающий преобразователь в основном состоит из МОП-транзистора с P-каналом, быстродействующего диода и катушки индуктивности. Этот этап включен для достижения желаемой величины пониженного напряжения с максимальной эффективностью, поскольку потери в виде тепла и других параметров минимальны при использовании понижающей топологии.

IC 555 Stage

Каскад IC 555 предназначен для генерации частоты для МОП-транзистора понижающего преобразователя, а также в качестве стабилизатора постоянного напряжения через свой управляющий вывод5. BJT на своем выводе 5 заземляется и отключает частоту понижающего преобразователя каждый раз, когда он получает базовый триггерный сигнал либо от каскада операционного усилителя, либо от обратной связи, установленной на выходе понижающего преобразователя через предустановку 10k.

Что касается каскада операционного усилителя, его входы можно увидеть сконфигурированными таким образом, что потенциал на инвертирующем входе ИС остается на пинч выше, чем на его неинвертирующем входе из-за наличия трех падающих диодов 1N4148.

Предустановка 10 кОм регулируется таким образом, что при пиковом напряжении образец солнечного напряжения на выводе 2 поддерживается чуть ниже, чем напряжение питания на выводе 7, это важно, поскольку входной поток не должен быть выше, чем напряжение питания ИС в соответствии со стандартными правилами. и спецификации IC.

В приведенной выше ситуации выходной контакт 6 операционного усилителя удерживается под нулевым потенциалом из-за более низкого потенциала контакта 3, чем контакт 2.

Оптимизация MPPT

При оптимальных условиях нагрузки, когда номинальное напряжение нагрузки соответствует номинальному напряжению солнечной панели, панель автоматически работает с максимальной эффективностью, а трекер операционных усилителей остается бездействующим, однако в случае обнаружения несоответствующей или несовместимой перегрузки напряжение панели имеет тенденцию чтобы сбиться с уровнем напряжения нагрузки.

Ситуация отслеживается на выводе 2, который также испытывает пропорциональное падение напряжения, но потенциал на выводе 3 остается твердым и неизменным из-за наличия конденсатора 10 мкФ, до того момента, когда потенциал вывода 2 стремится опускаться ниже падения 3 диодов, установленного на выводе 3. . На выводе 3 теперь наблюдается возрастающий потенциал, чем на выводе 2, что мгновенно дает высокий уровень на выводе 6 ИС.

Вышеупомянутый высокий уровень на выводе 6 отправляет триггер на базе транзистора BC547, расположенного на выводе 5 IC555. Это вынуждает нестабильное устройство отключаться и выход понижающего преобразователя, что, в свою очередь, делает нагрузку неэффективной, восстанавливая нормальную работу на панели и на этапе отслеживания операционного усилителя ... цикл продолжает быстро переключаться, обеспечивая оптимизированное напряжение для нагрузки, а также оптимизированная нагрузка для панели, чтобы ее напряжение никогда не опускалось ниже критической зоны «изгиба».

Индуктор ступени преобразователя может быть построен с использованием магнитопровода 22 SWG с примерно 20 витками на любом подходящем ферритовом сердечнике.

Предварительная установка 10k может использоваться для регулировки понижающего напряжения до требуемых уровней в соответствии со спецификациями нагрузки.

Как настроить схему

После создания описанное выше интеллектуальное солнечное зарядное устройство можно настроить с помощью следующих процедур:

1) Не подключайте к выходу нагрузку.

2) Подайте внешний постоянный ток (очень слабый ток) на вход цепи, к которой предполагается подключить панель. Этот постоянный ток должен быть на уровне, примерно равном выбранным характеристикам пикового напряжения панели.

3) Отрегулируйте предустановку 10 кОм операционного усилителя так, чтобы потенциал на выводе 2 стал немного ниже, чем потенциал на выводе 7 ИС.

4) Затем отрегулируйте другую предустановку 10 кОм так, чтобы на выходе понижающего преобразователя было напряжение, равное предполагаемому номинальному напряжению нагрузки. Если необходимо зарядить сотовый телефон, можно установить напряжение 5 В, для литий-ионного элемента - 4,2 В и так далее.

4) Наконец, подключите фиктивную нагрузку, которая может иметь номинальное рабочее напряжение намного ниже, чем входной постоянный ток, но более высокий номинальный ток, чем входной постоянный ток .... и проверьте общую реакцию схемы.

Схема должна давать следующие результаты:

С питанием pin6, соединенным с pin5 BJT IC 555, постоянный ток не должен показывать падение более чем на 2 В, чем его фактическая величина. Это означает, что если входной постоянный ток составляет 15 В, а нагрузка составляет 6 В, падение напряжения на входном постоянном токе может не превышать 13 В.

И наоборот, при отключенном контакте 6 он должен упасть и выровняться в соответствии с напряжением нагрузки, то есть, если постоянный ток составляет 15 В, а нагрузка - 6 В, входной постоянный ток может упасть до 6 В.

Приведенные выше результаты подтвердят правильное и оптимальное функционирование предлагаемой схемы зарядного устройства для смарт-солнечных сотовых телефонов.

Этапы должны быть построены, протестированы, поэтапно подтверждены, а затем объединены вместе.