12伏10安培输出太阳能电源

来源 solorb
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发布时间 2014-01-14

该电路是一个太阳能电源,它可以处理所有的电源功能的太阳能充电12伏直流系统。该电路包含9安培光伏充电控制器,10安培的低电压负载断开电路和一对内置的白光LED区域照明。低电压断开电路控制着负载开关,以及电池低电压指示。通过使用本文所述电路作为太阳能电源设备的控制器,电池寿命是有保证的。该电路可用于自包含太阳能照明系统,它可用于制造太阳能供电的音频和无线电设备等等。

该电路的设计采用了以下目标:

自成一体的单板智能太阳能发电系统。
高效率:低损耗充电和最小的无功电流。
低频率的充电控制开关,不会干扰其他设备(如收音机)。
能够处理阻性,感性和容性负载。

产品规格

标称电池电压:12V
最大太阳能电池板电流:9安培
最大负载电流:10安培,高功率负载可以直接连接到电池。
夜间电池漏电流:约150微安
温度补偿的可变气候下使用
收音机静音运行

12伏10安培输出太阳能电源

充电控制器电路原理

电路示意图的上半部分是充电控制器。当光伏电池板的电压高于12V时,电流流经齐纳二极管ZD1造成晶体管Q2导通,电压调节器VR1工作。VR1提供5伏电源给充电控制器电路的其余部分。充电控制器的电源是由太阳能面板上的电池供电。在夜间,Q2的电路关闭,防​​止充电控制器从电池耗尽电力。

IC1的上半部分是充电控制器的核心。它作为一个比较器/振荡器电路。当电池电压低于浮置电压设定值,IC1导通,这会导致LED变红和4N35光耦合器打开。该4N35的输出激活FET Q1,其通过肖特基二极管SD1将太阳能电池板电源连接到电池。

当到达浮置电压时,振荡电路的正上方和下方的浮子设置和电池充电电流被接通和断开。具有电荷和可用的光伏面板目前的电池的状态下,振荡频率的变化。IC1的最大开关频率是由R11和R6,RV1,R8和C4的低通特性所提供的滞后限制。

热敏电阻TM1修改浮动电压稍高的值时,电路遇到较冷的温度。这种热补偿提高寒冷天气的电池充电。

IC1的下半部总是产生从IC1的上半部分的相对输出,这是用于驱动双极状态指示器,LED1。做空均充终端造成的浮充电压设定上升,这是偶尔过度充电(均衡)的电池非常有用。

肖特基二极管SD1防止晚上的电池电量泄漏回太阳能电池板。二极管D1是极性反接保护,如果电池接反将导致保险丝熔断,以保护电路的其余部分。

低电压断开电路原理

原理图所示的下半部分是智能开关和低电压断开电路。该电路的运作就像一个闭锁继电器的固态版本。不同于简单的电压控制开关装置,当LVD电路切断,它保持关闭,直到它被手动重新开启开关S1的翻转。这个动作可以防止负载从振荡和关闭,由于上升的电池电压后,负载断开。

当瞬时开关S1导通时,晶体管Q5导通。这将激活由IC2D和IC2C形成的比较器电路。当电路处于活动状态,电池电压高于LVD的设定值,IC2D比较器的输出变为低电平,晶体管Q4断开。这使得栅极驱动电压,以达到Q3,Q3电池电源连接到负载。电阻R16放掉从电容器C8的栅极驱动电压时,电路切断。

当瞬时开关S1关断,Q3的栅极驱动电压被短路到地,从而导致负载功率被关掉。

IC2A和IC2B形成产生大约350赫兹的频率从0-12V的电压摆幅的方波振荡器。振荡器的输出被馈送到D3,D4,D5电压倍增器电路,以产生Q3的栅极驱动电压,这通常是围绕18.3V。

一旦LVD电路已接通时,二极管D7饲料负载功率回电路以保持其活性。功率到LED3和LED4,两个白色LED是通过R17,限流电阻布线。

稳压器VR2提供一个参考电压,振荡电路和电池电压比较器IC2C和IC2D。

IC2C是低电池检测比较。当电池达到上述截止点0.6V时,IC2C输出变为高电平,打开黄色LED。电阻R21设置的低电压指示和电源关断之间的差异。

从反向电压尖峰驱动感性负载时,如继电器或马达二极管D8保护电路。

充电控制器调试

把太阳能电池板、充电电池和电路连接,把光伏电池放置于太阳下。顺时针旋转电位器设置浮充电压,双基色LED变成红色。连接一个电压表跨接在电池两端监视电池电压。随着充电持续,电池电压应逐渐升高。

直到电池电压达到或超过期望的满充电的设定,这是通常大约13.8V在室温下的电路。逆时针方向转动浮充电压设置电位器,直到指示灯交替红色和绿色闪烁。调整设置,直到指示灯闪烁,电池电压,你希望它是在充满状态。当LED交替显示红色/绿色,这是正常的电池电压约10mV的不同而不同。

如果低于13V的浮充电压设置的电池组用于与该电路连接(镍氢电池为例),齐纳二极管ZD1,应改为1N4740(10V)和电阻R6应改为250K。

低电压断开调试

从电路中断开电池的连接,可以在电路中的电池连接端产生10至15伏可变电压电源。注意正确的极性。设置可变电源,以11.6伏特。打开LVD设置壶逆时针旋转到底。打开电源开关。白功率LED应点亮。转动LVD顺时针旋转,直到黄色低压LED刚刚开启。监控电源电压,而你减少了,大约11V时,LVD应关闭白光LED。如果你想微调截止电压重复调整。

使用

连接一个12V的充电电池,太阳能电池板,以及(可选)一个负载电路。

由于阳光照射在太阳能电池板上,双基色LED将变成红色,同时太阳能充电正在进行。当电池电压上升到给定值满时,充电电流将被周期性地切断和LED将交替的红色和绿色。

负载可以在白天进行充电,夜间操作。

通/断开关控制像负荷的普通电源开关。如果电池电压下降到0.6V以上的截止点,黄色LED指示灯会亮起。如果电池的电压进一步下降时,电路将关闭负载断开,从而防止电池的深度放电。这大大延长了电池的使用寿命。

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