Κοινή χρήση διαγράμματος κυκλώματος φορτιστή ηλιακών μπαταριών

ΕΝΑηλιακός φορτιστής μπαταρίας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για φόρτιση και συνήθως αποτελείται από ένα ηλιακό πάνελ, έναν ελεγκτή φόρτισης και μια μπαταρία. Η αρχή λειτουργίας του είναι να μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια και στη συνέχεια να αποθηκεύει την ηλεκτρική ενέργεια στην μπαταρία μέσω ενός ελεγκτή φόρτισης. Όταν απαιτείται φόρτιση, συνδέοντας τον αντίστοιχο εξοπλισμό φόρτισης (όπως κινητά τηλέφωνα, tablet κ.λπ.), η ηλεκτρική ενέργεια της μπαταρίας θα μεταφερθεί στον εξοπλισμό φόρτισης για φόρτιση.

Η αρχή λειτουργίας των ηλιακών φορτιστών μπαταριών βασίζεται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο, το οποίο είναι ότι όταν το ηλιακό φως χτυπά ένα ηλιακό πάνελ, η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια θα υποβληθεί σε επεξεργασία από τον ελεγκτή φόρτισης, συμπεριλαμβανομένης της προσαρμογής των παραμέτρων τάσης και ρεύματος για να διασφαλιστεί η ασφαλής και αποτελεσματική φόρτιση. Ο σκοπός μιας μπαταρίας είναι να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια για να παρέχει ενέργεια όταν υπάρχει ελάχιστο ή καθόλου ηλιακό φως.

Οι ηλιακοί φορτιστές μπαταριών έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, των ακόλουθων τομέων:

Εξοπλισμός εξωτερικού χώρου: όπως κινητά τηλέφωνα, tablet, φωτογραφικές μηχανές, φακοί κ.λπ., ειδικά στην άγρια ​​φύση ή σε περιβάλλοντα όπου δεν υπάρχουν άλλες μέθοδοι φόρτισης.

Ηλιακά ηλεκτρικά οχήματα και ηλιακά πλοία: Παρέχει συμπληρωματική ισχύ στις μπαταρίες αυτών των συσκευών.

Ηλιακά φώτα δρόμου και ηλιακές πινακίδες: παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου, μειώνοντας την εξάρτηση από την παραδοσιακή ηλεκτρική ενέργεια.

Απομακρυσμένες περιοχές ή αναπτυσσόμενες χώρες: Σε αυτά τα μέρη, οι ηλιακοί φορτιστές μπαταριών μπορούν να χρησιμεύσουν ως αξιόπιστος τρόπος παροχής ρεύματος στους κατοίκους.

Εν ολίγοις, ένας ηλιακός φορτιστής μπαταρίας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για φόρτιση. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο για τη μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Λόγω των χαρακτηριστικών προστασίας του περιβάλλοντος, εξοικονόμησης ενέργειας και αξιοπιστίας, οι ηλιακοί φορτιστές μπαταριών έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε διάφορους τομείς.

Στη συνέχεια, ο συντάκτης θα μοιραστεί μαζί σας μερικά διαγράμματα κυκλώματος φορτιστή ηλιακών μπαταριών και μια σύντομη ανάλυση των αρχών λειτουργίας τους.

Κοινή χρήση διαγράμματος κυκλώματος φορτιστή ηλιακών μπαταριών

Διάγραμμα κυκλώματος ηλιακού φορτιστή μπαταρίας ιόντων λιθίου (1)

Ένα απλό κύκλωμα ηλιακού φορτιστή μπαταρίας ιόντων λιθίου σχεδιασμένο με χρήση IC CN3065 με λίγα εξωτερικά εξαρτήματα. Αυτό το κύκλωμα παρέχει σταθερή τάση εξόδου και μπορούμε επίσης να ρυθμίσουμε το σταθερό επίπεδο τάσης μέσω της τιμής Rx (εδώ Rx = R3). Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί τα 4,4V έως 6V του ηλιακού πάνελ ως τροφοδοτικό εισόδου,

Το IC CN3065 είναι ένας πλήρης γραμμικός φορτιστής σταθερού ρεύματος, σταθερής τάσης για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες Li-ion και Li-polymer μονού κυψέλης. Αυτό το IC παρέχει κατάσταση φόρτισης και κατάσταση ολοκλήρωσης φόρτισης. Διατίθεται σε συσκευασία DFN 8 ακίδων.

Το IC CN3065 διαθέτει ADC 8-bit on-chip που προσαρμόζει αυτόματα το ρεύμα φόρτισης με βάση την ικανότητα εξόδου του τροφοδοτικού εισόδου. Αυτό το IC είναι κατάλληλο για συστήματα παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Το IC διαθέτει λειτουργία σταθερού ρεύματος και σταθερής τάσης και διαθέτει θερμική ρύθμιση για μεγιστοποίηση των ρυθμών φόρτισης χωρίς τον κίνδυνο υπερθέρμανσης. Αυτό το IC παρέχει λειτουργία ανίχνευσης θερμοκρασίας μπαταρίας.

Σε αυτό το κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας ηλιακών ιόντων λιθίου μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οποιοδήποτε ηλιακό πάνελ 4,2V έως 6V και η μπαταρία φόρτισης θα πρέπει να είναι μπαταρία ιόντων λιθίου 4,2V. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αυτό το IC CN3065 διαθέτει όλα τα απαιτούμενα κυκλώματα φόρτισης μπαταρίας στο τσιπ και δεν χρειαζόμαστε πάρα πολλά εξωτερικά εξαρτήματα. Η ισχύς από το ηλιακό πάνελ εφαρμόζεται απευθείας στον ακροδέκτη Vin μέσω του J1. Ο πυκνωτής C1 εκτελεί τη λειτουργία φιλτραρίσματος. Το κόκκινο LED υποδεικνύει την κατάσταση φόρτισης και το πράσινο LED δείχνει την κατάσταση ολοκλήρωσης φόρτισης. Λάβετε την τάση εξόδου της μπαταρίας από τον ακροδέκτη BAT του CN3065. Οι ακίδες ανάδρασης και ανίχνευσης θερμοκρασίας συνδέονται κατά μήκος του J2.

Διάγραμμα κυκλώματος ηλιακού φορτιστή μπαταρίας (2)

Η ηλιακή ενέργεια είναι μια από τις ελεύθερες μορφές ανανεώσιμης ενέργειας που διαθέτει η γη. Η αύξηση της ζήτησης ενέργειας έχει αναγκάσει τους ανθρώπους να αναζητήσουν τρόπους για να αποκτήσουν ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η ηλιακή ενέργεια φαίνεται να είναι μια πολλά υποσχόμενη πηγή ενέργειας. Το παραπάνω κύκλωμα θα δείξει πώς να φτιάξετε ένα κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας πολλαπλών χρήσεων από ένα απλό ηλιακό πάνελ.

Το κύκλωμα αντλεί ισχύ από ένα ηλιακό πάνελ 12V, 5W που μετατρέπει την προσπίπτουσα φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Η δίοδος 1N4001 προστέθηκε για να αποτρέψει τη ροή ρεύματος προς την αντίστροφη κατεύθυνση, προκαλώντας ζημιά στο ηλιακό πάνελ.

Μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος R1 προστίθεται στο LED για να υποδείξει την κατεύθυνση ροής του ρεύματος. Στη συνέχεια έρχεται το απλό μέρος του κυκλώματος, προσθέτοντας τον ρυθμιστή τάσης για να ρυθμίσει την τάση και να πάρει το επιθυμητό επίπεδο τάσης. Το IC 7805 παρέχει έξοδο 5 V, ενώ το IC 7812 παρέχει έξοδο 12 V.

Οι αντιστάσεις R2 και R3 χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό του ρεύματος φόρτισης σε ασφαλέστερο επίπεδο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το παραπάνω κύκλωμα για να φορτίσετε μπαταρίες Ni-MH και μπαταρίες Li-ion. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε πρόσθετα IC ρυθμιστή τάσης για να αποκτήσετε διαφορετικά επίπεδα τάσης εξόδου.

Διάγραμμα κυκλώματος ηλιακού φορτιστή μπαταρίας (3)

Το κύκλωμα φορτιστή ηλιακής μπαταρίας δεν είναι παρά ένας διπλός συγκριτής που συνδέει το ηλιακό πάνελ με την μπαταρία όταν η τάση στον τελευταίο ακροδέκτη είναι χαμηλή και την αποσυνδέει εάν υπερβεί ένα συγκεκριμένο όριο. Δεδομένου ότι μετρά μόνο την τάση της μπαταρίας, είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μπαταρίες μολύβδου, υγρά ηλεκτρολυτών ή κολλοειδή, που ταιριάζουν καλύτερα σε αυτή τη μέθοδο.

Η τάση της μπαταρίας διαχωρίζεται με R3 και αποστέλλεται στους δύο συγκριτές στο IC2. Όταν είναι χαμηλότερο από το όριο που καθορίζεται από την έξοδο P2, το IC2B γίνεται υψηλό επίπεδο, γεγονός που προκαλεί επίσης υψηλό επίπεδο εξόδου IC2C. Το T1 κορεστεί και το ρελέ RL1 αγώγει, επιτρέποντας στο ηλιακό πάνελ να φορτίσει την μπαταρία μέσω του D3. Όταν η τάση της μπαταρίας υπερβαίνει το όριο που έχει οριστεί από το P1, τόσο οι έξοδοι ICA όσο και IC-C πέφτουν χαμηλά, προκαλώντας το άνοιγμα του ρελέ, αποφεύγοντας έτσι την υπερφόρτωση της μπαταρίας κατά τη φόρτιση. Για τη σταθεροποίηση των ορίων που καθορίζονται από τα P1 και P2, είναι εξοπλισμένα με ενσωματωμένο ρυθμιστή τάσης IC, στενά απομονωμένο από την τάση του ηλιακού πάνελ μέσω D2 και C4.

Διάγραμμα κυκλώματος ηλιακού φορτιστή μπαταρίας (4)

Αυτό είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ενός κυκλώματος φορτιστή μπαταρίας που τροφοδοτείται από ένα μόνο ηλιακό στοιχείο. Αυτό το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας MC14011B που παράγεται από την ON Semiconductor. Το CD4093 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντικατάσταση του MC14011B. Εύρος τάσης τροφοδοσίας: 3,0 VDC έως 18 VDC.

Αυτό το κύκλωμα φορτίζει μια μπαταρία 9V στα 30mA περίπου ανά ενισχυτή εισόδου στα 0,4V. Το U1 είναι μια τετραπλή σκανδάλη Schmitt που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σταθεροποιημένος πολυδονητής για την οδήγηση push-pull συσκευών TMOS Q1 και Q2. Η ισχύς για το U1 λαμβάνεται από την μπαταρία 9V μέσω του D4. Η ισχύς για τα Q1 και Q2 παρέχεται από το ηλιακό στοιχείο. Η συχνότητα του πολυδονητή, που προσδιορίζεται από το R2-C1, έχει ρυθμιστεί στα 180 Hz για μέγιστη απόδοση του μετασχηματιστή νήματος 6,3 V T1. Το δευτερεύον του μετασχηματιστή συνδέεται με έναν ανορθωτή γέφυρας πλήρους κύματος D1 που συνδέεται με την μπαταρία που φορτίζεται. Η μικρή μπαταρία νικελίου-καδμίου είναι ένα ασφαλές τροφοδοτικό διέγερσης που επιτρέπει στο σύστημα να ανακτήσει όταν η μπαταρία 9V αποφορτιστεί πλήρως.