48-V-Solarbatterieladekreis mit hoher / niedriger Abschaltung

In diesem Beitrag wird eine 48-V-Solarbatterieladeschaltung mit hoher und niedriger Abschaltfunktion beschrieben. Die Schwellenwerte sind über einzelne Voreinstellungen einstellbar. Die Idee wurde von Herrn Deepak angefordert.

Technische Spezifikationen

Hallo Swagatam,

Vielen Dank für die USV-Relaisschaltung.

Ich versuche es sehr bald zu bauen. Ich werde Ihnen das Ergebnis aktualisieren, sobald ich damit fertig bin.

Als nächstes bin ich sehr daran interessiert, eine Solarladereglerschaltung für die folgenden Anforderungen zu bauen.

1. Die Batterie muss 48 V (Blei-Säure oder wartungsfrei) mit einer Kapazität von bis zu 48 V x 600 AH haben.

2. Die Batterieladung kann bis zu 1500 W (30 Ampere bei 48 V) betragen.

3. Solar-PV-Zelle in Reihen- / Parallelkonfiguration mit einer Spannung von bis zu 60 V und 40 Ampere

Es wird erwartet, dass die Steuerschaltung wie folgt funktioniert.

1. Unterbrechen Sie die Solarversorgung der Batterie, wenn ihre Spannung ca. 56 V erreicht, und halten Sie die entsprechende Hysterese aufrecht, um ein häufiges Schalten des Leistungs-MOSFET zu vermeiden. Die Solarversorgung der Batterie würde also erst wieder aufgenommen, wenn die Batteriespannung ca. 48 V erreicht.

2. Trennen Sie die Last von der Batterieversorgung bei niedriger Spannung, wenn die Batterie etwa 45 V erreicht, und halten Sie die entsprechende Hysterese aufrecht, um ein häufiges Ein- und Ausschalten der Last zu vermeiden.

Ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie mir beim Aufbau dieser Schaltung helfen könnten.

Ihnen zu danken.

Freundliche Grüße,
Deepak

Schaltungsbetrieb

Die vorgeschlagene 48V Solarbatterieladeschaltung mit hoch / niedrig abgeschnitten Das Merkmal ist in der folgenden Abbildung zu sehen.

Die Funktionsweise der Schaltung kann unter folgenden Punkten verstanden werden:

Der IC 741 ist als Komparator konfiguriert und wird unter Verwendung von Zenerdioden und Potentialteilernetzwerken über seine Versorgungs- und Eingangspins gegenüber dem hohen 48-V-Eingang angemessen stabilisiert.

Wie angefordert, wird die Eingangsspannung, die über 50 V liegen kann, von einem Solarpanel erfasst und an die Schaltung angelegt.

Die 10k-Voreinstellung ist so eingestellt, dass der Power Mosfet abschaltet, wenn der angeschlossene Akku den vollen Ladezustand erreicht.

Die 22k-Voreinstellung ist die Hysteresesteuerung für die Schaltung und dient auch als Voreinstellung für die Einstellung des unteren Schwellenwerts.

Es sollte so eingestellt werden, dass die Der MOSFET wird nur initiiert und eingeschaltet bei der bevorzugten niedrigen Batteriespannungsschwelle.

Sobald der besprochene Aufbau implementiert und die Stromversorgung eingeschaltet ist, zieht der Entladungspegel der Batterie die Versorgung auf etwa 48 V und zwingt Pin2 des IC, das Potential von Pin3 zu unterschreiten.

Dies veranlasst den IC-Ausgangs-Pin6, hoch zu gehen, wodurch der in Reihe mit der Erdungsschiene geschaltete MOSFET ausgelöst wird, so dass die Batterie in die Solarpanel-Versorgung integriert wird.

Das Obige schaltet auch den BJT BC546 ein, was wiederum sicherstellt, dass der zugehörige MOSFET und die Last ausgeschaltet bleiben.

Sobald die Batterie das erreicht voller Ladezustand wird Pin2 höher gezogen als Pin3, wodurch der Ausgang auf einen logisch niedrigen Wert gebracht wird.

Dadurch werden der Erdungsschienen-MOSFET und der BJT sofort ausgeschaltet, wodurch zwei Dinge erzwungen werden: Unterbrechen der Batterieversorgung und Einschalten des Last-MOSFET, sodass die Last nun sowohl von der Schalttafel als auch von der Batterie auf die Versorgungsspannungen zugreifen kann.

Das durch das 22k-Preset und die 10k-Serienwiderstände gebildete Rückkopplungshysterese-Netzwerk stellt sicher, dass die obige Aktion eingeschaltet bleibt, bis die Batteriespannung unter den vorgegebenen unteren Schwellenwert fällt.

Schaltplan

Diagramm

Feedback von Herrn Deepak

Hallo Swagatam,

Vielen Dank für die Solarladereglerschaltung.

Die Schaltung scheint wenig anders zu sein als das, was ich angefordert hatte. Lassen Sie mich die Forderung noch einmal wiederholen.

1. Das Solarpanel sollte den Akku nicht weiter als 56 V aufladen.

2. Im Falle einer Batterieentladung sollte der Ladevorgang erst wieder aufgenommen werden, wenn 48 V erreicht sind. Mit anderen Worten sollte die Hysterese aufrechterhalten werden.

3. Die Batterie sollte die Last weiterhin mit Strom versorgen, wenn die Batteriespannung zwischen 42 und 56 V liegt.

Wenn die Batteriespannung 42 V erreicht (aufgrund der Batterieentladung), sollte die Last von der Batterieversorgung getrennt werden.

Sobald die Last getrennt ist, sollte sie getrennt bleiben, bis die Batteriespannung während des Ladevorgangs mindestens 48 V erreicht.

Bitte bestätigen Sie, ob die Schaltung wie oben funktioniert.

Fensterkomparator implementieren

Die obige 48-V-Solarbatterieladeschaltung mit hoher und niedriger Abschaltung kann mit diesen Spezifikationen durch Einführung von a modifiziert werden Fensterkomparator Stufe, wie ganz links in der Schaltung unten gezeigt.

Hier werden die Operationsverstärker durch drei Operationsverstärker aus dem ersetzt IC LM324 .

Der Fensterkomparator wird von zwei der 4 Operationsverstärker im LM324 hergestellt.

Die A1-Voreinstellung ist so eingestellt, dass ihr Ausgang bei einem unteren Schwellenwert von 42 V hoch wird.

Das 100k-Preset ist für Einstellen der Hysterese Pegel, so dass die Situation verriegelt wird, bis 48 V erreicht sind.

In ähnlicher Weise wird die Voreinstellung A2 so eingestellt, dass der relevante Ausgang bei der höheren Schwelle von 56 V hoch geht.

Bei Spannungen zwischen diesen „Fenstern“ bleibt der BC546 ausgeschaltet, sodass der zugehörige Mosfet die Last mit der erforderlichen Versorgung aus der Batterie leiten und versorgen kann.

Sobald die Schwellenwerte überschritten sind, wird der BC546 durch den entsprechenden Operationsverstärker gezwungen, den Mosfet und die Last abzuschalten.

Die A3-Stufe könnte auch durch einen identischen Fensterkomparator ersetzt werden, wie oben beschrieben, um das Laden der Batterie durch geeignete Einrichtung der Voreinstellungen zu steuern. Dies würde die Verwendung aller vier Operationsverstärker vom IC LM324 ermöglichen und auch die Operationen sehr genau und raffiniert machen .

Hinzufügen einer Summer-Anzeigestufe

Eine andere Version eines automatischen 48-V-Batterieladegeräts mit einer Summeranzeige kann im Folgenden untersucht werden:

Die Idee wurde von Nadia angefordert. Weitere Informationen zum Design finden Sie in der Diskussion zwischen Nadia und mir im Kommentarbereich

Die Transistoren werden fälschlicherweise als BC547 angezeigt, die durch BC546 ersetzt werden müssen, um Fehlfunktionen und Beschädigungen der Schaltung zu vermeiden

So richten Sie den oben genannten 48-V-Batterieladekreis mit Summer ein

Schließen Sie die Ladespannung nicht von der rechten Seite an.

Halten Sie den voreingestellten 10k-Schieberarm zunächst in Richtung Boden.

Schließen Sie einen Gleichstromeingang mit einer variablen Gleichstromversorgung von der Batterieseite links vom Stromkreis an.

Stellen Sie diese Spannung auf das erforderliche Potential ein, bei dem der Summer aktiviert werden muss. Gemäß der Anforderung sollte er bei etwa 46 V liegen

Stellen Sie nun die untere 10k-Voreinstellung sehr langsam und vorsichtig ein, bis der Summer gerade aktiviert wird und zu summen beginnt.

Versiegeln Sie dieses Preset mit Klebstoff.

Erhöhen Sie nun die Eingangsspannung auf den gewünschten hohen Grenzpegel .... der gemäß der hier angeforderten Anforderung 48 V beträgt.

Stellen Sie als nächstes die obere 10k-Voreinstellung sehr langsam und vorsichtig ein, bis das Relais nur noch klickt. In diesem Fall sollte sich der Summer ausschalten.

Der 48-V-Solarbatterieladekreis mit hoher und niedriger Abschaltung ist jetzt eingestellt. Der Wert des 100-k-Widerstands, der zwischen den Eingangs- / Ausgangspins des oberen Operationsverstärkers angeschlossen ist, entscheidet jedoch tatsächlich, bei welcher unteren Schwelle das Relais wieder deaktiviert werden muss und schalten Sie den Summer ein.

Es wurde willkürlich behoben. Möglicherweise müssen Sie den 100k-Wert so einstellen, dass das Relais nur bei etwa 46 V umschaltet. Dies kann durch Ausprobieren bestätigt werden

48V automatisches Solarbatterieladegerät mit Relais

Um die Genauigkeit zu verbessern, entfernen Sie bitte die rote LED von der vorhandenen Position und verbinden Sie sie in der Serie mit der BC547-Basis. AUCH JETZT KÖNNEN SIE DIE PIN6-ZENER-DIODE BESEITIGEN.

Die mit dem ersten Diagramm oben verbundenen Vorgänge werden erheblich vereinfacht, wenn anstelle von BJTs und Mosfets eine Relaisstufe verwendet wird.

Wie in dem obigen aktualisierten Diagramm zu sehen ist, besteht die Relaisstufe in Form von zwei in Reihe geschalteten 24-V-Relais, wobei die Spulen in Reihe geschaltet sind, während die Kontakte parallel geschaltet sind.
Die Erfassungsschaltung wird mit einer proportional verkleinerten Spannung über eine Emitterfolger-Spannungsteilerschaltung unter Verwendung der angegebenen BC546-Stufe für die beabsichtigte Erfassung und Abschaltung des Batteriestands angelegt

Das folgende Diagramm zeigt ein extrem einfaches 48-V-Solarladesystem, mit dem die Last tagsüber bei optimaler Sonneneinstrahlung auf die Stromversorgung des Solarmoduls zugreifen kann. Nachts, wenn die Solarspannung nicht verfügbar ist, wird automatisch in den Batteriemodus geschaltet:

Der Emitterfolger TIP142 stellt sicher, dass die Batterie niemals über 55 V überladen wird.