Päikesepatarei laadija vooluringi jagamine

Apäikesepatarei laadija on seade, mis kasutab laadimiseks päikeseenergiat ja koosneb tavaliselt päikesepaneelist, laadimiskontrollerist ja akust. Selle tööpõhimõte on muuta päikeseenergia elektrienergiaks ja seejärel salvestada elektrienergia akusse laadimiskontrolleri kaudu. Laadimise vajaduse korral suunatakse vastavate laadimisseadmete (nagu mobiiltelefonid, tahvelarvutid jne) ühendamisel akus olev elektrienergia laadimiseks üle laadimisseadmesse.

Päikesepatareide laadijate tööpõhimõte põhineb fotogalvaanilisel efektil, mis seisneb selles, et kui päikesevalgus tabab päikesepaneeli, muundatakse valgusenergia elektrienergiaks. Seda elektrienergiat töötleb laadimiskontroller, sealhulgas pinge- ja vooluparameetrite reguleerimine, et tagada ohutu ja tõhus laadimine. Aku eesmärk on salvestada elektrienergiat, et anda energiat, kui päikesevalgust on vähe või üldse mitte.

Päikesepatareide laadijatel on lai valik rakendusi, sealhulgas, kuid mitte ainult, järgmistes valdkondades:

Välisvarustus: näiteks mobiiltelefonid, tahvelarvutid, kaamerad, taskulambid jne, eriti looduses või keskkonnas, kus pole muid laadimisviise.

Päikeseenergiaga elektrisõidukid ja päikeselaevad: annab nende seadmete akudele lisatoite.

Päikeseenergia tänavavalgustid ja päikesepaneelid: pakuvad elektrit fotogalvaanilise efekti kaudu, vähendades sõltuvust traditsioonilisest elektrist.

Kaugpiirkonnad või arengumaad: nendes kohtades võivad päikesepatareide laadijad olla elanikele toiteallikaks usaldusväärne viis.

Lühidalt öeldes on päikesepatarei laadija seade, mis kasutab laadimiseks päikeseenergiat. Selle tööpõhimõte põhineb fotogalvaanilisel efektil valgusenergia muundamiseks elektrienergiaks. Tänu oma keskkonnakaitse-, energiasäästu- ja töökindlusomadustele on päikesepatareide laadijatel lai kasutusvõimalused erinevates valdkondades.

Järgmisena jagab toimetaja teiega mõningaid päikesepatareide laadijate skeeme ja nende tööpõhimõtete lühianalüüsi.

Päikesepatarei laadija vooluringi jagamine

Päikese-liitiumioonakulaadija skeem (1)

Lihtne päikeseenergia liitium-ioonaku laadimisahel, mis on loodud IC CN3065 abil koos väheste väliskomponentidega. See ahel tagab konstantse väljundpinge ja me saame ka konstantset pingetaset reguleerida Rx (siin Rx = R3) väärtuse kaudu. See ahel kasutab sisendtoiteallikana päikesepaneeli 4,4 V kuni 6 V,

IC CN3065 on täielik konstantse voolu ja pideva pingega lineaarne laadija üheelemendiliste liitiumioon- ja liitiumpolümeerakude jaoks. See IC näitab laadimise olekut ja laadimise lõpetamise olekut. See on saadaval 8-pin DFN pakendis.

IC CN3065-l on kiibil olev 8-bitine ADC, mis reguleerib laadimisvoolu automaatselt sisendtoiteallika väljundvõimsuse alusel. See IC sobib päikeseenergia tootmissüsteemidele. IC-l on konstantse voolu ja pideva pingega töö ning termiline reguleerimine, et maksimeerida laadimiskiirust ilma ülekuumenemise ohuta. See IC pakub aku temperatuuri tuvastamise funktsiooni.

Selles päikeseenergia liitiumioonaku laadimisahelas saame kasutada mis tahes 4,2 V kuni 6 V päikesepaneeli ja laadimisaku peaks olema 4,2 V liitiumioonaku. Nagu varem mainitud, on sellel IC CN3065 kiibil kõik nõutavad aku laadimisskeemid ja me ei vaja liiga palju väliseid komponente. Päikesepaneeli toide suunatakse otse Vin-tihvtile läbi J1. C1 kondensaator teostab filtreerimistoimingut. Punane LED näitab laadimise olekut ja roheline LED näitab laadimise olekut. Hankige aku väljundpinge CN3065 BAT-viigust. Tagasiside ja temperatuurianduri kontaktid on ühendatud läbi J2.

Päikesepatarei laadija skeem (2)

Päikeseenergia on üks tasuta taastuvenergia vorme maa peal. Energianõudluse kasv on sundinud inimesi otsima võimalusi taastuvatest energiaallikatest elektri saamiseks ning päikeseenergia näib olevat paljulubav energiaallikas. Ülaltoodud skeem demonstreerib, kuidas lihtsast päikesepaneelist mitmeotstarbelist akulaadija vooluringi ehitada.

Ahel saab toidet 12 V, 5 W päikesepaneelilt, mis muundab langeva valguse energia elektrienergiaks. Diood 1N4001 lisati, et vältida voolu liikumist vastupidises suunas, mis põhjustab päikesepaneeli kahjustamist.

Valgusdioodile lisatakse voolu piirav takisti R1, mis näitab voolu voolu suunda. Seejärel tuleb vooluringi lihtne osa, lisades pinge regulaatori pinge reguleerimiseks ja soovitud pingetaseme saamiseks. IC 7805 pakub 5 V väljundit, IC 7812 aga 12 V väljundit.

Takistid R2 ja R3 kasutatakse laadimisvoolu piiramiseks ohutumale tasemele. Ülaltoodud ahelat saate kasutada Ni-MH akude ja liitiumioonakude laadimiseks. Erinevate väljundpinge tasemete saamiseks võite kasutada ka täiendavaid pingeregulaatori IC-sid.

Päikesepatarei laadija skeem (3)

Päikesepatarei laadimisahel pole midagi muud kui topeltkomparaator, mis ühendab päikesepaneeli akuga, kui pinge viimase klemmi juures on madal, ja ühendab selle lahti, kui see ületab teatud läve. Kuna see mõõdab ainult aku pinget, on see eriti sobiv pliiakude, elektrolüütide või kolloidide jaoks, mis sobivad selle meetodi jaoks kõige paremini.

Aku pinge eraldatakse R3-ga ja saadetakse IC2 kahele komparaatorile. Kui see on madalam kui P2 väljundiga määratud lävi, muutub IC2B kõrgeks, mis põhjustab ka IC2C väljundi kõrge taseme. T1 küllastub ja relee RL1 juhib, võimaldades päikesepaneelil laadida akut läbi D3. Kui aku pinge ületab P1 seatud läve, lähevad nii väljundid ICA kui ka IC-C madalaks, põhjustades relee avanemise, vältides nii aku ülekoormamist laadimise ajal. P1 ja P2 poolt määratud lävede stabiliseerimiseks on need varustatud integreeritud pingeregulaatoriga IC, mis on D2 ja C4 kaudu päikesepaneeli pingest tihedalt isoleeritud.

Päikesepatarei laadija skeem (4)

See on skemaatiline diagramm akulaadija vooluringist, mis töötab ühest päikesepatareist. See vooluahel on loodud ON Semiconductori toodetud MC14011B abil. CD4093 saab kasutada MC14011B asendamiseks. Toitepinge vahemik: 3,0 VDC kuni 18 VDC.

See ahel laeb 9 V akut umbes 30 mA sisendvõimendi kohta 0,4 V juures. U1 on neljakordne Schmitti päästik, mida saab kasutada stabiilse multivibraatorina push-pull TMOS-seadmete Q1 ja Q2 juhtimiseks. U1 toide saadakse 9 V akust D4 kaudu; Q1 ja Q2 võimsuse annab päikesepatarei. Multivibraatori sagedus, mille määrab R2-C1, on 6,3 V hõõgniiditrafo T1 maksimaalse efektiivsuse tagamiseks seatud 180 Hz. Trafo sekundaarosa on ühendatud täislaine sildalaldiga D1, mis on ühendatud laetava akuga. Väike nikkel-kaadmiumaku on tõrkekindel ergutustoiteallikas, mis võimaldab süsteemil taastuda, kui 9 V aku on täielikult tühjenenud.