مشاركة مخطط دائرة شاحن البطارية الشمسية

أشاحن البطارية الشمسية هو جهاز يستخدم الطاقة الشمسية للشحن ويتكون عادة من لوحة شمسية وجهاز تحكم بالشحن وبطارية. مبدأ عملها هو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، ومن ثم تخزين الطاقة الكهربائية في البطارية من خلال جهاز التحكم بالشحن. عند الحاجة إلى الشحن، من خلال توصيل معدات الشحن المقابلة (مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وما إلى ذلك)، سيتم نقل الطاقة الكهربائية الموجودة في البطارية إلى معدات الشحن للشحن.

يعتمد مبدأ عمل شواحن البطاريات الشمسية على التأثير الكهروضوئي، وهو أنه عندما يضرب ضوء الشمس اللوحة الشمسية، يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. ستتم معالجة هذه الطاقة الكهربائية بواسطة وحدة التحكم في الشحن، بما في ذلك ضبط معلمات الجهد والتيار لضمان شحن آمن وفعال. الغرض من البطارية هو تخزين الطاقة الكهربائية لتوفير الطاقة عندما يكون هناك القليل من ضوء الشمس أو لا يكون هناك أي ضوء على الإطلاق.

تتمتع أجهزة شحن البطاريات الشمسية بمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر المجالات التالية:

المعدات الخارجية: مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والكاميرات والمصابيح الكهربائية وغيرها، خاصة في البرية أو في البيئات التي لا توجد فيها طرق شحن أخرى.

المركبات الكهربائية الشمسية والسفن الشمسية: توفر طاقة تكميلية لبطاريات هذه الأجهزة.

أضواء الشوارع واللوحات الإعلانية الشمسية: توفر الكهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي، مما يقلل الاعتماد على الكهرباء التقليدية.

المناطق النائية أو البلدان النامية: في هذه الأماكن، يمكن أن تكون أجهزة شحن البطاريات الشمسية بمثابة وسيلة موثوقة لتوفير الطاقة للسكان.

باختصار، شاحن البطارية الشمسية هو جهاز يستخدم الطاقة الشمسية للشحن. يعتمد مبدأ عملها على التأثير الكهروضوئي لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. نظرًا لخصائص حماية البيئة وتوفير الطاقة والموثوقية، تتمتع أجهزة شحن البطاريات الشمسية بآفاق تطبيق واسعة في مختلف المجالات.

بعد ذلك، سيشاركك المحرر بعض الرسوم البيانية لدوائر شاحن البطاريات الشمسية وتحليلًا موجزًا ​​لمبادئ عملها.

مشاركة مخطط دائرة شاحن البطارية الشمسية

مخطط دائرة شاحن بطارية الليثيوم أيون بالطاقة الشمسية (1)

دائرة بسيطة لشاحن بطارية ليثيوم أيون تعمل بالطاقة الشمسية مصممة باستخدام IC CN3065 مع عدد قليل من المكونات الخارجية. توفر هذه الدائرة جهد خرج ثابت ويمكننا أيضًا ضبط مستوى الجهد الثابت من خلال قيمة Rx (هنا Rx = R3). تستخدم هذه الدائرة 4.4 فولت إلى 6 فولت من اللوحة الشمسية كمصدر طاقة الإدخال،

IC CN3065 عبارة عن شاحن خطي تيار مستمر كامل وجهد ثابت لبطاريات Li-ion وLi-polymer القابلة لإعادة الشحن ذات الخلية الواحدة. يوفر هذا IC حالة الشحن وحالة اكتمال الشحن. وهي متوفرة في حزمة DFN ذات 8 سنون.

يحتوي IC CN3065 على ADC 8 بت على الرقاقة والذي يقوم تلقائيًا بضبط تيار الشحن بناءً على قدرة الإخراج لمصدر طاقة الإدخال. هذا IC مناسب لأنظمة توليد الطاقة الشمسية. يتميز IC بتشغيل التيار المستمر والجهد الثابت ويتميز بتنظيم حراري لزيادة معدلات الشحن إلى أقصى حد دون التعرض لخطر ارتفاع درجة الحرارة. يوفر هذا IC وظيفة استشعار درجة حرارة البطارية.

في دائرة شاحن بطارية الليثيوم أيون الشمسية هذه يمكننا استخدام أي لوحة شمسية 4.2 فولت إلى 6 فولت ويجب أن تكون بطارية الشحن بطارية ليثيوم أيون 4.2 فولت. كما ذكرنا من قبل، يحتوي جهاز IC CN3065 على جميع دوائر شحن البطارية المطلوبة على الشريحة ولا نحتاج إلى الكثير من المكونات الخارجية. يتم تطبيق الطاقة من اللوحة الشمسية مباشرة على دبوس Vin من خلال J1. يقوم المكثف C1 بعملية التصفية. يشير مؤشر LED الأحمر إلى حالة الشحن ويشير مؤشر LED الأخضر إلى حالة اكتمال الشحن. احصل على جهد خرج البطارية من طرف BAT الخاص بـ CN3065. يتم توصيل دبابيس استشعار التغذية المرتدة ودرجة الحرارة عبر J2.

مخطط دائرة شاحن البطارية الشمسية (2)

الطاقة الشمسية هي أحد أشكال الطاقة المتجددة المجانية الموجودة على الأرض. إن زيادة الطلب على الطاقة أجبرت الناس على البحث عن طرق للحصول على الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، ويبدو أن الطاقة الشمسية هي مصدر واعد للطاقة. ستوضح الدائرة المذكورة أعلاه كيفية بناء دائرة شاحن بطارية متعددة الأغراض من لوحة شمسية بسيطة.

تستمد الدائرة الطاقة من لوحة شمسية بقدرة 12 فولت و5 وات تعمل على تحويل الطاقة الضوئية الساقطة إلى طاقة كهربائية. تمت إضافة الصمام الثنائي 1N4001 لمنع تدفق التيار في الاتجاه المعاكس، مما يتسبب في تلف اللوحة الشمسية.

تتم إضافة المقاوم المحدد للتيار R1 إلى مؤشر LED للإشارة إلى اتجاه تدفق التيار. ثم يأتي الجزء البسيط من الدائرة، وهو إضافة منظم الجهد لتنظيم الجهد والحصول على مستوى الجهد المطلوب. يوفر IC 7805 مخرجًا بجهد 5 فولت، بينما يوفر IC 7812 مخرجًا بجهد 12 فولت.

يتم استخدام المقاومات R2 و R3 للحد من تيار الشحن إلى مستوى أكثر أمانًا. يمكنك استخدام الدائرة المذكورة أعلاه لشحن بطاريات Ni-MH وبطاريات Li-ion. يمكنك أيضًا استخدام وحدات تنظيم الجهد الإضافية للحصول على مستويات مختلفة لجهد الخرج.

مخطط دائرة شاحن البطارية الشمسية (3)

إن دائرة شاحن البطارية الشمسية ليست سوى مقارنة مزدوجة تربط اللوحة الشمسية بالبطارية عندما يكون الجهد عند الطرف الأخير منخفضًا ويفصلها إذا تجاوز حدًا معينًا. نظرًا لأنه يقيس جهد البطارية فقط، فهو مناسب بشكل خاص لبطاريات الرصاص أو سوائل الإلكتروليت أو الغرويات، وهي الأنسب لهذه الطريقة.

يتم فصل جهد البطارية بواسطة R3 وإرساله إلى المقارنتين في IC2. عندما يكون أقل من العتبة التي يحددها مخرج P2، يصبح IC2B ذو مستوى عالٍ، مما يؤدي أيضًا إلى أن يكون خرج IC2C عالي المستوى. يشبع T1 ويوصل مرحل RL1، مما يسمح للوحة الشمسية بشحن البطارية من خلال D3. عندما يتجاوز جهد البطارية الحد الذي حدده P1، ينخفض ​​كل من مخرجات ICA وIC-C، مما يؤدي إلى فتح المرحل، وبالتالي تجنب التحميل الزائد على البطارية أثناء الشحن. لتحقيق الاستقرار في العتبات التي تحددها P1 وP2، فهي مجهزة بمنظم جهد متكامل IC، معزول بإحكام عن جهد اللوحة الشمسية عبر D2 وC4.

مخطط دائرة شاحن البطارية الشمسية (4)

هذا رسم تخطيطي لدائرة شاحن بطارية مدعومة بخلية شمسية واحدة. تم تصميم هذه الدائرة باستخدام MC14011B من إنتاج شركة ON Semiconductor. يمكن استخدام CD4093 ليحل محل MC14011B. نطاق جهد الإمداد: 3.0 فولت تيار مستمر إلى 18 فولت تيار مستمر.

تشحن هذه الدائرة بطارية 9 فولت عند حوالي 30 مللي أمبير لكل أمبير دخل عند 0.4 فولت. U1 عبارة عن مشغل Schmitt رباعي يمكن استخدامه كمهتز متعدد غير مستقر لتشغيل أجهزة TMOS ذات الدفع والسحب Q1 وQ2. يتم الحصول على الطاقة لـ U1 من بطارية 9V من خلال D4؛ يتم توفير الطاقة لـ Q1 و Q2 بواسطة الخلية الشمسية. يتم ضبط تردد الهزاز المتعدد، المحدد بواسطة R2-C1، على 180 هرتز لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة لمحول الشعيرة T1 بجهد 6.3 فولت. يتم توصيل الجزء الثانوي من المحول بمقوم جسر الموجة الكامل D1 المتصل بالبطارية التي يتم شحنها. تعد بطارية النيكل والكادميوم الصغيرة بمثابة مصدر طاقة مثير آمن للفشل يسمح للنظام بالتعافي عند تفريغ بطارية 9 فولت بالكامل.