ソーラー携帯電話充電回路

問題を排除するために楽器を試してください





この記事では、MPPTベースのスマートソーラー携帯電話充電回路について包括的に説明しています。このアイデアは、このブログの熱心な読者の1人からリクエストされました。

技術仕様

私は電気電子の最終学年の学生です。私の最終年度のプロジェクトタイトルは、携帯電話用のスマートソーラー充電器です。私は、ソーラー充電器をスマートにする方法について、先生が私を助けてくれることを望んでいました。



私が遭遇したのは、太陽放射が充電器を充電するのに十分であるかどうかをユーザーに通知するために使用されるなどのユーザーインターフェイスを使用することでした。しかし、回路がどのように見えるか、そしてどのコンポーネントが必要かについてはわかりません。サーからの援助を期待しています。

ユーザーインターフェースを使ってソーラー充電器を「スマート」にすることを考えていました。太陽光の量が効率的な充電に十分かどうかをユーザーに通知する機能を備えています。たとえば、光の放射が低すぎる場合、ユーザーは点灯しているLEDまたはディスプレイ画面を介して通知されます。

また、ソーラー充電器が完全に充電されると、LEDが点灯して、ソーラー充電器を使用する準備ができたことをユーザーに知らせます。

それが私がこれまで開発することについて考えてきたことです。しかし、その複雑さについてはよくわかりません。したがって、この設計を改善するための新しい提案を受け入れることができます。

また、mpptに関するサーのブログの記事もいくつか読んだことがあります。この回路の構築の複雑さに慣れていないため、この設計にそれを追加することを検討する必要があるかどうかはわかりません。

私は開発することになっています 携帯電話用ポータブルスマートソーラー充電器 。したがって、ユーザーインターフェイスを使用して「スマート」な方法としてユーザーに通知することを検討しました。サーがこの回路の開発に役立つことを願っています。私はまた、新しい提案を歓迎します。

迅速なフィードバックをありがとうございました。本当にありがとうございました。



良い一日を。

デザイン

上記のスマートソーラー充電器回路を参照すると、設計は3つの基本的な段階に分けることができます。

1)MOSFETベース 降圧コンバーター ステージ。

2)IC 555安定ステージ、および

3)オペアンプベース ソーラートラッカーMPPT ステージ。

ステージは、次のように動作するように設計されています。

降圧コンバータは基本的に、PチャネルMOSFET、高速応答ダイオード、およびインダクタで構成されています。このステージは、バックトポロジを使用して熱やその他のパラメータによる損失を最小限に抑えるため、最大の効率で必要な量の降圧電圧を実現するために含まれています。

IC555ステージ

IC 555ステージは、降圧コンバータMOSFETの周波数を生成するように装備されており、制御ピン5を介して定電圧レギュレータとしても使用されます。ピン5のBJTは、オペアンプトラッカーステージから、または10kプリセットを介してバックコンバータ出力の両端に設定されたフィードバックからベーストリガー信号を受信するたびに、バックコンバータ周波数を接地して遮断します。

オペアンプ段に来ると、その入力は、3つの1N4148ドロップダイオードの存在により、ICの反転入力の電位が非反転入力よりもピンチ高いままになるように構成されているように見える場合があります。

10kプリセットは、ピーク電圧でピン2のサンプル太陽電圧がピン7の供給電圧よりもわずかに低く保たれるように調整されます。これは、標準ルールに従って入力フィードがICの供給電圧より高くならないようにするために不可欠です。とICの仕様。

上記の状況では、ピン3の電位がピン2よりも低いため、オペアンプの出力ピン6はゼロ電位に保たれます。

MPPT最適化

最適な負荷条件下で、負荷電圧仕様がソーラーパネルの電圧定格と同等である場合、パネルは自動的に最大効率で動作し、オペアンプトラッカーは休止状態を維持しますが、不一致または互換性のない過負荷負荷が検出された場合、パネル電圧は負荷電圧レベルでプルダウンされます。

状況はピン2で追跡され、これも比例した電圧降下が発生しますが、ピン2の電位がピン3の両端に設定された3ダイオードの降下を下回る傾向があるまで、10uFのコンデンサが存在するため、ピン3の電位は安定して移動しません。 。ピン3は、ピン2よりも電位が上昇し始め、ICのピン6で即座にハイになります。

ピン6の上記の高値は、IC555のピン5の両端に配置されたBC547トランジスタのベースにトリガーを送信します。これにより、アスタブルはそれ自体と降圧出力を強制的に遮断し、その結果、負荷が無効になり、パネルとオペアンプトラッカーステージ全体の正常性が回復します...サイクルは急速に切り替わり続け、負荷の最適化された電圧とパネルの負荷を最適化して、電圧がクリティカルな「ニー」ゾーンを下回らないようにします。

コンバータステージのインダクタは、22 SWGマグネットワイヤを使用して構築でき、適切なフェライトコアを約20ターンオーバーします。

10kプリセットは、負荷仕様に従って必要なレベルに降圧電圧を調整するために使用できます。

回路の設定方法

構築が完了すると、上記で説明したスマートソーラー充電器は次の手順で設定できます。

1)出力に負荷を接続しないでください。

2)パネルを接続する回路の入力に外部DC(非常に低い電流)を印加します。このDCは、選択したパネルのピーク電圧仕様とほぼ等しいレベルである必要があります。

3)ピン2の電位がICのピン7の電位よりわずかに低くなるように、オペアンプの10kプリセットを調整します。

4)次に、他の10kプリセットを調整して、降圧コンバーターからの出力が目的の負荷電圧定格にちょうど等しい電圧を生成するようにします。充電が必要な携帯電話の場合は、電圧を5Vに設定し、リチウムイオン電池の場合は4.2Vに設定することができます。

4)最後に、動作電圧定格が入力DCよりはるかに低いが、電流定格が入力DCよりも高いダミー負荷を接続し、回路からの全体的な応答を確認します。

回路は次の結果を生成する必要があります。

ピン6フィードがIC555のピン5BJTに接続されている場合、DCは実際の大きさより2Vを超える降下を示してはなりません。つまり、入力DCが15Vで、負荷が6Vの場合、入力DCの両端の電圧降下は13Vを超えないことがわかります。

逆に、ピン6が切断されている場合、これは負荷電圧に応じて下降および整列する必要があります。つまり、DCが15Vで負荷が6Vの場合、入力DCが6Vで低下しているように見える場合があります。

上記の結果は、提案されたスマートソーラー携帯電話充電器回路の正しく最適な機能を確認するものです。

ステージは、構築、テスト、段階的に確認してから、統合する必要があります。




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