太阳能充电和分流控制器

来源 redrok
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发布时间 2014-04-27

大多数太阳能充电控制器是并联型。他们很容易建立和很好地工作。更复杂的控制器的最大功率点控制器。

我将描述是基于几个电路Zetex的 ZM33064电脑电压监控和复位电路。虽然有一些公司和我选择了目前市场上的电压监视器的机型Zetex的 ZM33064由于其成本低,精度,功耗低,但大多为低,为20mV,磁滞特性。最复位电路工作在一个类似的方式向Zetex的 ZM33064并可能在电路中被取代。

我认为,基于电压监控电路功率控制器显著的复杂性由于高集成在一个小3针装置,看起来像一个普通的TO-92晶体管几个电源控制器特性降低。在前来情况下,它和一个功率MOSFET晶体管在电路中仅有的有源器件。

1、一个简单的太阳能电池并联充电控制器。

这是最简单的充电控制器,我知道的。好了,一个真正的大齐纳是简单的,但我不知道从哪里得到一个可以做的工作。我已经建立了几个这些不同的目的,他们的工作还可以,但我不建议使用存在了,因为更先进的电路存在的今天。

太阳能充电和分流控制器
简单的并联充电控制器

2、一个更好的太阳能电池并联充电控制器。

这里有一个更好的太阳能电池并联稳压器。只要你想就可以做成大。这不是“简单”,但它工作得更好。

太阳能充电和分流控制器
并联充电控制器

 传统的并联充电控制器电路的工作原理。

此分流稳压器是基于对Zetex的 ZM33064欠压复位电路的计算机。

电压监视是在3管脚封装的集成电路,它在其正常的使用是用来复位微处理器。IN引脚通常会被连接到一个5V逻辑总线。

当5V总线电压低于4.6V集电极开路输出引脚拉低至地。

在我的电路我用这个输出切换的逻辑电平功率MOSFET的栅极。

当电压为4.6V波纹管的晶体管被关断,而PV面板被允许提供电源给电池充电,直到电压高于4.6V。的Zetex的 ZM33064具有大约20mV的滞后而被降解到100mV的电路。这有助于防止功率MOSFET从进入线性模式和晶体管耗散功率。当调节晶体管将开关打开和关闭的速度依赖于电池和电源可从光伏电池板的能力。

齐纳和电阻器的使用来划分的电池电压下降到4.6V范围的电压监视器。

不要吝啬功率MOSFET。你可能会问,为什么要使用能够通过41安培设计中只有5安培的电路的晶体管。答案是在散热器的成本和复杂性。这种晶体管只有.022Ω正上的阻力。为5 Amps此功耗为:
7 * 7 * .022 = 1.1瓦。该晶体管将得到温暖,但不能过度,没有散热片。

当然,如果满41安培在通过晶体管那么:
41 * 41 * 0.022 = 37瓦。这是显著并且需要被热sinked此量的热量。

损害
损害你的面板与分流控制器。 不!!

你可能会问,如果有与直接短路了光伏电池板的问题?
这会不会短路损坏光伏电池板?

简单的答案是否定的!
我刚才讲的几个光伏电池板制造商。所有的都表示没有任何不利影响自己的面板。

现在对于更复杂的答案。
对,你可能想使用可选的加热电阻,而不是直接分流板的原因之一是,该小组将运行稍凉,这是一件好事。

想想这样的方式。当面板提供它的高峰负荷15%多的其他85%的额定效率作为热量耗散在面板中。如果面板被开路或短路,然后没有电源提供给负载和大量涌入的100%作为热量耗散在面板中。分流电阻,如果正确选择,将有一个电压,不为0伏,通过它和消散几乎将已交付给电池相同的功率。其结果是,面板的温度将保持更恒定。

好了,这只是一个小点,但我想彻底解释它。我怀疑的环境条件,例如云路过,改变温度远远超过了所造成的任何电源稳压器。此外,厂家说没有一个问题在这里呢。

我用大电流41安培MOSFET的,因为当在低电流操作会消耗只有微不足道的力量,防止过热。

可选的加热器电阻可以用来加热的东西,例如水或房子在冬天。这是没有必要的。通常情况下,晶体管死短裤面板。这不是错误。这是标准的做法,太阳能电池板,以这种方式被短路。还有就是要在面板这样做没有坏处。

如果你使用的晶体管的大型散热片这种稳压器能够高得多的电流。可能高达41安培。(我没有这样做我自己呢。)

MOSFET功率驱动电路可能应该对监管过程中非常高的电流得到改善。最好的改进是使用了电压监测仪和晶体管栅极之间的D触发器。该触发器的时钟频率为100Hz左右。这将导致晶体管具有受控和可预测的栅极脉冲。

3、最好的太阳能并联充电控制器。

这里是最好的太阳能并联稳压器。它更复杂,但它的作品更好,因为它的温度补偿。

我已经加入温度补偿的基本光伏分流稳压器。需要温度补偿当电池组被存储在温度不加以控制,如外部和PV板附近,在炎热或寒冷的天气位置。

根据制造商,充电电压是通过测量电池的温度进行调整。具体的值主要依赖于电池的内阻。这个阻力基本上依赖于电池的化学活性。这种化学物质的活性是依赖于温度。

施工方法也可以影响内部电阻随温度的变化。

温度
大多数铅酸电池有地方之间的温度系数:
- 0.0025 V /(°C *单元)的最小温度系数
- 0.0036 V /(℃·细胞)被推荐由比尔·杜贝如果没有其他信息是已知的。
- .0040 V /(℃·细胞)被推荐由休·皮戈特。
- 0.0050 V /(℃·细胞)的最大温度系数。

13.8伏铅酸电池电压与温度的关系

°C °F LM50输出 - 0.0050 V /(°C *电池) - .0040 V /(°C *电池) - .0025 V /(°C *电池)
50°C 122°F 0.900V 12.34V 12.75V 13.07V
25°C 77°F 0.750V 13.80V 13.80V 13.80V
0°C 32°F 0.500V 16.23V 15.55V 15.02V
-20°C -4°F 0.300V 18.17V 16.95V 15.99V
-40°C -40°F。 0.100V 20.12V 18.34V 16.96V

太阳能充电和分流控制器
温度补偿并联充电控制器

我现在有电路的工作。该LM2902缓冲器运算放大器是必需的,因为LM50具有高阻抗输出。这个输出是不设计用于驱动甚至是非常低的功率供电负荷。

该LM50是新一代的SOT-23的部分由美国国家半导体。它读取的温度从-40°C至125°C。该传感器的有趣的特点是,它输出为10mV /°C引用到-50°C。

VOUT =(为10mV /°C *温度°C)+500 mV为LM50
温度°C 温度°F VOUT
125°C 257°F。 1750mV
100°C 212°F。 1500mV
75°C 167°F 至1250mV
50°C 122°F 1000mV的
25°C 77°F 在750mV
0°C 32°F 500mV的
-20°C -4°F 300mV的
-40°C -40°F。 100mV的
-50°C -58°F 0mV信号

我登上LM50的PC板一点点芯片上焊接3线到它。这允许传感器采样的电池温度。绝缘的LM50从我涂用汽车“氧传感器安全”RTV垫片从PERMATEX水泥可能造成的损坏。

当需要的.47 uF电容LM50是远程的电线安装。如果这是没有必要的LM50是安装在靠近运算放大器在PC板上。

两个罐是非常棘手的调整,因为它们彼此相互作用。设置它们的最好方法是替代LM50与分压器锅。它也是有益的来代替电阻的电池。

该LM50可以很容易地代替一个外部电压为LM50温度输出电压。正义的力量所需的电压到输出引脚LM50连接到运算放大器。该LM50具有高阻抗电阻分压器的输出。也不会发生损坏,如果电压保持和V之间1VDC- CC + 0.6 VDC,+5.7 VDC在这种情况下。当然,两个校准电压将0.3 VDC和0.9 VDC。

临时测试电路用于校准。

 

太阳能充电和分流控制器

调整程序花盆ř 7和R 8。
1。 确定哪个温度系数您从制造商的文献需要。
2。 引进0.300V,相当于-20℃,调整R 8为正确的输出电压。
3。 引进0.900V,相当于至+50°C,并调整R 7为正确的输出电压。
4。 直到没有更多的变化是需要的是R重复步骤2和3 7或R 8。

我调整了不同的温度系数,当我因为2盆之间的断绝交往的不完全满意的电路。我认为,一锅煮应该被用来校准传感器和其他与他们之间没有相互作用设定的温度系数。我会考虑在将来的变化。现在,它的工作原理,就不要修理它。

眼下电路是可以接受的,并从-40°C工作至+50°C。我在温箱进行了测试。该电路跟踪相当好温度。

如果你想最可能的精度则必须校准LM50。这是通过测量的电压输出进行LM50在两个温度。计算温度系数传感器,并将其引入的标准方程。

V 温度 =(为10mV /°C *温度°C)+500 mV的

使用这种新的方程来获得真正的输出电压为-20℃和50℃,并用它们在R中7和R 8的调整过程。

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