به اشتراک گذاری نمودار مدار شارژر باتری خورشیدی

آشارژر باتری خورشیدی دستگاهی است که از انرژی خورشیدی برای شارژ استفاده می کند و معمولاً از یک پنل خورشیدی، یک کنترل کننده شارژ و یک باتری تشکیل شده است. اصل کار این است که انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و سپس انرژی الکتریکی را از طریق یک کنترل کننده شارژ در باتری ذخیره می کند. در صورت نیاز به شارژ، با اتصال تجهیزات شارژ مربوطه (مانند تلفن همراه، تبلت و ...) انرژی الکتریکی موجود در باتری برای شارژ به تجهیزات شارژ منتقل می شود.

اصل کار شارژرهای باتری خورشیدی بر اساس اثر فتوولتائیک است، یعنی زمانی که نور خورشید به پنل خورشیدی برخورد می کند، انرژی نور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. این انرژی الکتریکی توسط کنترل کننده شارژ، از جمله تنظیم پارامترهای ولتاژ و جریان برای اطمینان از شارژ ایمن و کارآمد، پردازش می شود. هدف باتری ذخیره انرژی الکتریکی برای تامین انرژی در مواقعی که نور خورشید کم است یا اصلا وجود ندارد.

شارژرهای باتری خورشیدی طیف گسترده ای از کاربردها را دارند که شامل موارد زیر می شود اما محدود به آنها نیست:

تجهیزات فضای باز: مانند تلفن همراه، تبلت، دوربین، چراغ قوه و غیره، به ویژه در طبیعت یا در محیط هایی که روش های شارژ دیگری وجود ندارد.

وسایل نقلیه برقی خورشیدی و کشتی های خورشیدی: نیروی اضافی برای باتری های این دستگاه ها تامین می کند.

چراغ‌های خیابانی خورشیدی و بیلبوردهای خورشیدی: برق را از طریق اثر فتوولتائیک تأمین می‌کنند و وابستگی به برق سنتی را کاهش می‌دهند.

مناطق دورافتاده یا کشورهای در حال توسعه: در این مکان ها، شارژرهای باتری خورشیدی می توانند به عنوان یک راه مطمئن برای تامین برق ساکنان عمل کنند.

به طور خلاصه، شارژر باتری خورشیدی وسیله ای است که از انرژی خورشیدی برای شارژ استفاده می کند. اصل کار آن بر اساس اثر فتوولتائیک برای تبدیل انرژی نور به انرژی الکتریکی است. به دلیل حفاظت از محیط زیست، صرفه جویی در انرژی و ویژگی های قابل اطمینان، شارژرهای باتری خورشیدی چشم انداز کاربردی گسترده ای در زمینه های مختلف دارند.

در مرحله بعد، ویرایشگر برخی از نمودارهای مدار شارژر باتری خورشیدی و تجزیه و تحلیل مختصری از اصول کار آنها را با شما به اشتراک می گذارد.

به اشتراک گذاری نمودار مدار شارژر باتری خورشیدی

نمودار مدار شارژر باتری لیتیوم یون خورشیدی (1)

یک مدار شارژر باتری لیتیوم یون خورشیدی ساده که با استفاده از IC CN3065 با اجزای خارجی کمی طراحی شده است. این مدار یک ولتاژ خروجی ثابت را فراهم می کند و همچنین می توانیم سطح ولتاژ ثابت را از طریق مقدار Rx (در اینجا Rx = R3) تنظیم کنیم. این مدار از 4.4 تا 6 ولت پنل خورشیدی به عنوان منبع تغذیه ورودی استفاده می کند.

آی سی CN3065 یک شارژر خطی کامل با جریان ثابت و ولتاژ ثابت برای باتری های تک سلولی لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری قابل شارژ است. این آی سی وضعیت شارژ و وضعیت تکمیل شارژ را ارائه می دهد. در بسته بندی 8 پین DFN موجود است.

آی سی CN3065 دارای یک ADC 8 بیتی روی تراشه است که به طور خودکار جریان شارژ را بر اساس قابلیت خروجی منبع تغذیه ورودی تنظیم می کند. این آی سی برای سیستم های تولید برق خورشیدی مناسب است. IC دارای جریان ثابت و عملکرد ولتاژ ثابت است و دارای تنظیم حرارتی برای به حداکثر رساندن نرخ شارژ بدون خطر گرم شدن بیش از حد است. این آی سی قابلیت سنجش دمای باتری را فراهم می کند.

در این مدار شارژر باتری لیتیوم یون خورشیدی می توانیم از هر پنل خورشیدی 4.2 تا 6 ولتی استفاده کنیم و باتری شارژ باید یک باتری لیتیوم یونی 4.2 ولت باشد. همانطور که قبلا ذکر شد، این آی سی CN3065 تمام مدارهای شارژ باتری مورد نیاز را روی تراشه دارد و ما به قطعات خارجی زیادی نیاز نداریم. برق پانل خورشیدی مستقیماً از طریق J1 به پین ​​Vin اعمال می شود. خازن C1 عملیات فیلتر را انجام می دهد. LED قرمز نشان دهنده وضعیت شارژ و LED سبز نشان دهنده وضعیت اتمام شارژ است. ولتاژ خروجی باتری را از پایه BAT CN3065 دریافت کنید. پین های بازخورد و سنجش دما در سراسر J2 متصل می شوند.

نمودار مدار شارژر باتری خورشیدی (2)

انرژی خورشیدی یکی از اشکال رایگان انرژی های تجدید پذیر زمین است. افزایش تقاضای انرژی مردم را وادار کرده است که به دنبال راه هایی برای به دست آوردن برق از منابع انرژی تجدید پذیر باشند و به نظر می رسد انرژی خورشیدی یک منبع انرژی امیدوارکننده باشد. مدار بالا نحوه ساخت یک مدار شارژر باتری چند منظوره را از یک پنل خورشیدی ساده نشان می دهد.

این مدار برق را از یک پنل خورشیدی 12 ولتی 5 واتی می گیرد که انرژی نور فرودی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. دیود 1N4001 برای جلوگیری از جریان در جهت معکوس و آسیب به پنل خورشیدی اضافه شد.

یک مقاومت محدود کننده جریان R1 به LED اضافه می شود تا جهت جریان جریان را نشان دهد. سپس بخش ساده مدار می آید و تنظیم کننده ولتاژ را اضافه می کند تا ولتاژ را تنظیم کند و سطح ولتاژ مورد نظر را به دست آورد. IC 7805 یک خروجی 5 ولت را ارائه می دهد، در حالی که IC 7812 یک خروجی 12 ولت را ارائه می دهد.

از مقاومت های R2 و R3 برای محدود کردن جریان شارژ به سطح ایمن تر استفاده می شود. برای شارژ باتری های Ni-MH و باتری های Li-ion می توانید از مدار فوق استفاده کنید. همچنین می توانید از آی سی های تنظیم کننده ولتاژ اضافی برای بدست آوردن سطوح مختلف ولتاژ خروجی استفاده کنید.

نمودار مدار شارژر باتری خورشیدی (3)

مدار شارژر باتری خورشیدی چیزی نیست جز یک مقایسه کننده دوگانه که وقتی ولتاژ در ترمینال دومی کم است، پنل خورشیدی را به باتری متصل می کند و اگر از آستانه خاصی فراتر رفت، آن را قطع می کند. از آنجایی که فقط ولتاژ باتری را اندازه گیری می کند، به ویژه برای باتری های سرب، مایعات الکترولیتی یا کلوئیدها که برای این روش مناسب هستند، مناسب است.

ولتاژ باتری توسط R3 جدا شده و به دو مقایسه کننده در IC2 ارسال می شود. هنگامی که از آستانه تعیین شده توسط خروجی P2 کمتر باشد، IC2B سطح بالایی می‌شود، که همچنین باعث می‌شود خروجی IC2C سطح بالایی داشته باشد. T1 اشباع می شود و رله RL1 هدایت می شود و به پنل خورشیدی اجازه می دهد باتری را از طریق D3 شارژ کند. هنگامی که ولتاژ باتری از آستانه تعیین شده توسط P1 فراتر رود، هر دو خروجی ICA و IC-C پایین می‌آیند و باعث باز شدن رله می‌شوند و بنابراین از بارگذاری بیش از حد باتری در هنگام شارژ جلوگیری می‌شود. برای تثبیت آستانه های تعیین شده توسط P1 و P2، آنها به یک IC تنظیم کننده ولتاژ یکپارچه مجهز شده اند که به شدت از ولتاژ پنل خورشیدی از طریق D2 و C4 جدا شده است.

نمودار مدار شارژر باتری خورشیدی (4)

این یک نمودار شماتیک از مدار شارژر باتری است که توسط یک سلول خورشیدی تغذیه می شود. این مدار با استفاده از MC14011B تولید شده توسط ON Semiconductor طراحی شده است. می توان از CD4093 برای جایگزینی MC14011B استفاده کرد. محدوده ولتاژ تغذیه: 3.0 VDC تا 18 VDC.

این مدار یک باتری 9 ولتی را در حدود 30 میلی آمپر در هر آمپر ورودی با ولتاژ 0.4 ولت شارژ می کند. U1 یک ماشه چهارگانه اشمیت است که می تواند به عنوان یک مولتی ویبراتور قابل استقرار برای به حرکت درآوردن دستگاه های فشار کش TMOS Q1 و Q2 استفاده شود. برق U1 از باتری 9 ولت از طریق D4 به دست می آید. انرژی برای Q1 و Q2 توسط سلول خورشیدی تامین می شود. فرکانس مولتی ویبراتور که توسط R2-C1 تعیین می شود، برای حداکثر کارایی ترانسفورماتور فیلامنت 6.3 ولت T1 روی 180 هرتز تنظیم شده است. ثانویه ترانسفورماتور به یکسو کننده پل موج کامل D1 متصل است که به باتری در حال شارژ متصل است. باتری نیکل کادمیوم کوچک یک منبع تغذیه تحریک بی خطر است که به سیستم اجازه می دهد تا زمانی که باتری 9 ولت به طور کامل تخلیه شود، بازیابی شود.