วงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ PWM แบบลดลง 5 โวลต์ที่เรียบง่ายนี้สามารถใช้ร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์สำหรับชาร์จโทรศัพท์มือถือหรือแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือได้หลายหมายเลขอย่างรวดเร็วโดยทั่วไปวงจรสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ไม่ว่าจะเป็น Li-ion หรือ Lead acid ซึ่งอาจอยู่ในช่วง 5V

ใช้ TL494 สำหรับ Buck Converter

การออกแบบขึ้นอยู่กับโทโพโลยีตัวแปลงบั๊ก SMPS โดยใช้ IC TL 494 (ฉันกลายเป็นแฟนตัวยงของ IC นี้) ขอบคุณ 'Texas Instruments' สำหรับการจัดหา IC ที่ยอดเยี่ยมนี้ให้กับเรา

คุณอาจต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชิปนี้จากโพสต์นี้ซึ่งอธิบาย แผ่นข้อมูลที่สมบูรณ์ของ IC TL494

แผนภูมิวงจรรวม

เรารู้ว่าวงจรเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ 5V สามารถสร้างได้อย่างง่ายดายโดยใช้ Linear ICs เช่น LM 317 หรือ LM 338 คุณสามารถค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมได้โดยอ่านบทความต่อไปนี้:

วงจรชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์อย่างง่าย

วงจรเครื่องชาร์จที่ควบคุมกระแสไฟฟ้าอย่างง่าย

อย่างไรก็ตามอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดกับสิ่งเหล่านี้ เครื่องชาร์จแบตเตอรี่เชิงเส้น คือการปล่อยความร้อนออกมาทางร่างกายหรือการกระจายตัวของเคสซึ่งส่งผลให้สูญเสียพลังงานอันมีค่า เนื่องจากปัญหานี้ IC เหล่านี้ไม่สามารถสร้างเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าลดลงเป็นศูนย์สำหรับโหลดและต้องการอินพุตที่สูงกว่าเอาต์พุตที่ระบุอย่างน้อย 3V เสมอ

วงจรของเครื่องชาร์จ 5V ที่อธิบายไว้ที่นี่ปราศจากความยุ่งยากเหล่านี้โดยสิ้นเชิงมาเรียนรู้วิธีการทำงานที่มีประสิทธิภาพจากวงจรที่เสนอ

อ้างอิงถึงวงจรชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ 5V PWM ข้างต้น IC TL494 เป็นหัวใจของแอปพลิเคชันทั้งหมด

IC เป็น IC ตัวประมวลผล PWM เฉพาะซึ่งใช้ที่นี่สำหรับควบคุมขั้นตอนการแปลงบั๊กซึ่งรับผิดชอบในการแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงให้เป็นเอาต์พุตระดับล่างที่ต้องการ

อินพุตไปยังวงจรสามารถอยู่ระหว่าง 10 ถึง 40V ซึ่งกลายเป็นช่วงที่เหมาะสำหรับแผงโซลาร์เซลล์

คุณสมบัติที่สำคัญของ IC ประกอบด้วย:

การสร้างเอาต์พุต PWM ที่แม่นยำ

เพื่อสร้าง PWM ที่ถูกต้อง IC จะมีการอ้างอิง 5V ที่แม่นยำซึ่งทำโดยใช้แนวคิด bandgap ซึ่งทำให้มีภูมิคุ้มกันทางความร้อน การอ้างอิง 5V ซึ่งทำได้ที่พิน # 14 ของ IC จะกลายเป็นแรงดันไฟฟ้าพื้นฐานสำหรับทริกเกอร์ที่สำคัญทั้งหมดที่เกี่ยวข้องภายใน IC และรับผิดชอบการประมวลผล PWM

“ตัวแปลงดิจิตอลเป็นแอนะล็อก dac ”

IC ประกอบด้วยคู่ของเอาต์พุตซึ่งสามารถกำหนดค่าให้แกว่งสลับกันได้ในการกำหนดค่าเสาโทเท็มหรือทั้งสองอย่างพร้อมกันเช่นเอาต์พุตการสั่นแบบปลายเดียว ตัวเลือกแรกเหมาะสำหรับการใช้งานประเภท push-pull เช่นอินเวอร์เตอร์เป็นต้น

อย่างไรก็ตามสำหรับแอปพลิเคชั่นปัจจุบันเอาต์พุตการสั่นแบบปลายด้านเดียวจะเป็นที่ชื่นชอบมากขึ้นและทำได้โดยการต่อสายดิน # 13 ของ IC หรือสำหรับการได้รับพินเอาต์พุตแบบพุชดึง # 13 สามารถเชื่อมต่อกับพิน # 14 เราได้พูดถึงเรื่องนี้ใน บทความก่อนหน้านี้ของเราแล้ว

เอาต์พุตของ IC มีประโยชน์และการตั้งค่าภายในที่น่าสนใจ เอาต์พุตถูกยกเลิกผ่านทรานซิสเตอร์สองตัวภายใน IC ทรานซิสเตอร์เหล่านี้จัดเรียงด้วยตัวปล่อย / ตัวสะสมแบบเปิดบนพิน 9/10 และพิน 8/11 ตามลำดับ

“ประเภทของสัญญาณในการสื่อสารข้อมูล ”

สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการเอาต์พุตที่เป็นบวกสามารถใช้อิมิตเตอร์เป็นเอาท์พุตได้ซึ่งหาได้จากพิน 9/10 สำหรับแอปพลิเคชันดังกล่าวโดยปกติ NPN BJT หรือ Nmosfet จะได้รับการกำหนดค่าจากภายนอกเพื่อรับความถี่บวกข้ามพิน 9/10 ของ IC

ในการออกแบบปัจจุบันเนื่องจากใช้ PNP กับเอาต์พุต IC แรงดันไฟฟ้าที่จมลบกลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมดังนั้นแทนที่จะเป็นพิน 9/10 เราได้เชื่อมโยงพิน 8/11 กับสเตจเอาต์พุตซึ่งประกอบด้วยสเตจไฮบริด PNP / NPN เอาท์พุทเหล่านี้ให้กระแสไฟจมเพียงพอสำหรับการจ่ายไฟให้กับสเตจเอาท์พุตและสำหรับการขับเคลื่อนคอนฟิกูเรชันบัคคอนเวอร์เตอร์กระแสสูง

การควบคุม PWM

การใช้งาน PWM ซึ่งกลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวงจรทำได้โดยการป้อนสัญญาณตอบรับตัวอย่างไปยังเครื่องขยายข้อผิดพลาดภายในของ IC ผ่านขาอินพุตที่ไม่กลับด้าน # 1

สามารถมองเห็นอินพุต PWM นี้เชื่อมต่อกับเอาต์พุตจากตัวแปลงบั๊กผ่านตัวแบ่งที่มีศักยภาพ R8 / R9 และลูปข้อเสนอแนะนี้จะป้อนข้อมูลที่ต้องการไปยัง IC เพื่อให้ IC สามารถสร้าง PWM ที่ควบคุมผ่านเอาต์พุตเพื่อที่จะ ให้แรงดันเอาต์พุตสม่ำเสมอที่ 5V

แรงดันไฟฟ้าขาออกอื่น ๆ สามารถแก้ไขได้โดยเพียงแค่เปลี่ยนค่าของ R8 / R9 ตามความต้องการของแอปพลิเคชันของตัวเอง

การควบคุมปัจจุบัน

IC มีวงจรขยายข้อผิดพลาดสองตัวที่ตั้งไว้ภายในสำหรับควบคุม PWM เพื่อตอบสนองต่อสัญญาณตอบรับภายนอก หนึ่งในแอมป์ข้อผิดพลาดใช้สำหรับควบคุมเอาต์พุต 5V ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นแอมป์ข้อผิดพลาดตัวที่สองใช้สำหรับควบคุมกระแสเอาต์พุต

R13 สร้างตัวต้านทานการตรวจจับปัจจุบันศักยภาพที่พัฒนาข้ามไปยังหนึ่งในขาอินพุต # 16 ของแอมป์ข้อผิดพลาดที่สองซึ่งเปรียบเทียบโดยการอ้างอิงที่ขา # 15 ที่ตั้งไว้บนอินพุตอื่นของ opamp

ในการออกแบบที่เสนอกำหนดไว้ที่ 10amp ถึง R1 / R2 ซึ่งหมายความว่าในกรณีที่กระแสเอาต์พุตมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นสูงกว่า 10 แอมป์พิน 16 สามารถคาดว่าจะสูงกว่าพินอ้างอิง 15 ที่เริ่มการหดตัว PWM ที่ต้องการจนกว่ากระแสจะถูก จำกัด กลับไป ระดับที่ระบุ

บั๊กแปลงไฟ

ขั้นตอนกำลังที่แสดงในการออกแบบเป็นขั้นตอนการแปลงบัคพลังงานมาตรฐานโดยใช้ทรานซิสเตอร์คู่ดาร์ลิงตันไฮบริด NTE153 / NTE331

ขั้นตอนดาร์ลิงตันไฮบริดนี้ตอบสนองต่อความถี่ที่ควบคุมด้วย PWM จากพิน 8/11 ของ IC และใช้งานขั้นตอนตัวแปลงบั๊กซึ่งประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำกระแสสูงและไดโอดสวิตชิ่งความเร็วสูง NTE6013

ขั้นตอนข้างต้นสร้างเอาต์พุต 5v ที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายน้อยที่สุดและเอาต์พุตลดลงของนายอำเภอ

ขดลวดหรือตัวเหนี่ยวนำสามารถพันทับแกนเฟอร์ไรต์ใดก็ได้โดยใช้ลวดทองแดงเคลือบซุปเปอร์สามเส้นขนานกันซึ่งแต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ค่าความเหนี่ยวนำสามารถอยู่ที่ใดก็ได้ใกล้กับ 140uH สำหรับการออกแบบที่เสนอ

ดังนั้นวงจรชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ 5V นี้จึงถือได้ว่าเป็นวงจรชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่เหมาะและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับแอปพลิเคชั่นชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทุกประเภท

คู่ของ: อินเวอร์เตอร์ PWM โดยใช้วงจร IC TL494 ถัดไป: สร้างก๊าซ HHO อย่างมีประสิทธิภาพที่บ้าน