Diese einfache, verbesserte 5-V-PWM-Solarbatterieladeschaltung ohne Tropfen kann in Verbindung mit jedem Solarpanel zum schnellen Laden von Mobiltelefonen oder Handybatterien in mehreren Nummern verwendet werden. Grundsätzlich kann die Schaltung jede Batterie laden, egal ob Li-Ionen- oder Blei-Säure die innerhalb des 5V-Bereichs liegen kann.
Verwendung von TL494 für den Buck Converter
Das Design basiert auf einer SMPS-Buck-Converter-Topologie unter Verwendung des IC TL 494 (ich bin ein großer Fan dieses IC geworden). Dank an 'Texas Instruments' für die Bereitstellung dieses wunderbaren IC für uns.
Vielleicht möchten Sie in diesem Beitrag mehr über diesen Chip erfahren das vollständige Datenblatt des IC TL494
Schaltplan
Wir wissen, dass eine 5-V-Solarladeschaltung einfach mit linearen ICs wie LM 317 oder LM 338 aufgebaut werden kann. Weitere Informationen hierzu finden Sie in den folgenden Artikeln:
Einfache stromgesteuerte Ladeschaltung
Allerdings der größte Nachteil bei diesen lineare Batterieladegeräte ist die Emission von Wärme durch ihren Körper oder durch die Ableitung von Gehäusen, was zur Verschwendung wertvoller Energie führt. Aufgrund dieses Problems können diese ICs keinen Nullspannungsausgang für die Last erzeugen und benötigen immer mindestens 3 V höhere Eingänge als die angegebenen Ausgänge.
Die hier erläuterte Schaltung des 5-V-Ladegeräts ist völlig frei von all diesen Problemen. Lassen Sie uns lernen, wie mit der vorgeschlagenen Schaltung ein effizientes Arbeiten erreicht wird.
In Bezug auf die obige 5-V-PWM-Solarbatterieladeschaltung bildet der IC TL494 das Herzstück der gesamten Anwendung.
Der IC ist ein spezialisierter PWM-Prozessor-IC, der hier zur Steuerung einer Tiefsetzstellerstufe verwendet wird und für die Umwandlung der hohen Eingangsspannung in einen bevorzugten Ausgang mit niedrigerem Pegel verantwortlich ist.
Der Eingang zum Stromkreis kann zwischen 10 und 40 V liegen, was der ideale Bereich für die Solarmodule ist.
Die Hauptmerkmale des IC umfassen:
Präzise PWM-Ausgabe generieren
Um genaue PWMs zu erzeugen, enthält der IC eine präzise 5-V-Referenz, die unter Verwendung eines Bandlückenkonzepts erstellt wurde, wodurch er thermisch immun wird. Diese 5-V-Referenz, die an Pin Nr. 14 des IC erreicht wird, wird zur Basisspannung für alle entscheidenden Trigger, die am IC beteiligt sind und für die PWM-Verarbeitung verantwortlich sind.
Der IC besteht aus einem Paar von Ausgängen, die entweder so konfiguriert werden können, dass sie abwechselnd in einer Totempfahlkonfiguration schwingen, oder beide gleichzeitig wie ein Single-Ended-Schwingausgang. Die erste Option eignet sich für Push-Pull-Anwendungen wie Wechselrichter usw.
Für die vorliegende Anwendung wird jedoch ein Single-Ended-Oszillationsausgang günstiger, und dies wird durch Erdung von Pin Nr. 13 des IC erreicht. Alternativ könnte zum Erreichen eines Push-Pull-Ausgangs Pin Nr. 13 mit Pin Nr. 14 verbunden werden unser vorheriger Artikel schon.
Die Ausgänge des IC sind intern sehr nützlich und interessant aufgebaut. Die Ausgänge werden über zwei Transistoren im IC abgeschlossen. Diese Transistoren sind mit einem offenen Emitter / Kollektor über Pin 9/10 bzw. Pin 8/11 angeordnet.
Für Anwendungen, die einen positiven Ausgang erfordern, können die Emitter als Ausgänge verwendet werden, die über die Pins 9/10 verfügbar sind. Für solche Anwendungen würde normalerweise ein NPN-BJT oder ein Nmosfet extern konfiguriert, um die positive Frequenz über Pin 9/10 des IC zu akzeptieren.
Da in der vorliegenden Konstruktion ein PNP mit den IC-Ausgängen verwendet wird, wird eine negative Sinkspannung zur richtigen Wahl, und daher haben wir anstelle von Pin 9/10 Pin 8/11 mit der Ausgangsstufe verbunden, die aus der PNP / NPN-Hybridstufe besteht. Diese Ausgänge liefern einen ausreichenden Sinkstrom zum Versorgen der Ausgangsstufe und zum Ansteuern der Hochstrom-Abwärtswandlerkonfiguration.
PWM-Steuerung
Die PWM-Implementierung, die zum entscheidenden Aspekt für die Schaltung wird, wird erreicht, indem dem internen Fehlerverstärker des IC über seinen nichtinvertierenden Eingangspin Nr. 1 ein Abtastrückkopplungssignal zugeführt wird.
Dieser PWM-Eingang ist über den Potentialteiler R8 / R9 mit dem Ausgang des Tiefsetzstellers verbunden, und diese Rückkopplungsschleife gibt die erforderlichen Daten in den IC ein, so dass der IC gesteuerte PWMs über die Ausgänge erzeugen kann, um Halten Sie die Ausgangsspannung konstant bei 5V.
Eine andere Ausgangsspannung kann durch einfaches Ändern der Werte von R8 / R9 gemäß den eigenen Anwendungsanforderungen festgelegt werden.
Stromregelung
Der IC verfügt über zwei intern eingestellte Fehlerverstärker zur Steuerung der PWM als Reaktion auf externe Rückkopplungssignale. Einer der Fehlerverstärker wird zum Steuern der 5-V-Ausgänge verwendet, wie oben erläutert, der zweite Fehlerverstärker wird zum Steuern des Ausgangsstroms verwendet.
R13 bildet den Stromerfassungswiderstand, das über ihm entwickelte Potential wird einem der Eingänge Pin Nr. 16 des zweiten Fehlerverstärkers zugeführt, der mit der Referenz an Pin Nr. 15 verglichen wird, die am anderen Eingang des Operationsverstärkers eingestellt ist.
In dem vorgeschlagenen Design wird er über R1 / R2 auf 10 Ampere eingestellt, was bedeutet, dass für den Fall, dass der Ausgangsstrom dazu neigt, über 10 Ampere anzusteigen, erwartet werden kann, dass der Pin16 höher als der Referenz-Pin15 ist, wodurch die erforderliche PWM-Kontraktion ausgelöst wird, bis der Strom wieder auf begrenzt wird die angegebenen Ebenen.
Buck Power Converter
Die im Entwurf gezeigte Leistungsstufe ist eine Standard-Leistungsabwärtswandlerstufe, die einen Hybrid-Darlington-Paartransistor NTE153 / NTE331 verwendet.
Diese Hybrid-Darlington-Stufe reagiert auf die PWM-gesteuerte Frequenz von Pin 8/11 des IC und betreibt die Abwärtswandlerstufe, die aus einer Hochstrominduktivität und einer Hochgeschwindigkeits-Schaltdiode NTE6013 besteht.
Die obige Stufe erzeugt einen präzisen 5-V-Ausgang, der eine minimale Verlustleistung und einen Präfekten-Null-Abfall-Ausgang gewährleistet.
Die Spule oder der Induktor kann mit drei parallelen Litzen aus superlackiertem Kupferdraht mit einem Durchmesser von jeweils 1 mm über einen beliebigen Ferritkern gewickelt werden. Der Induktivitätswert kann für die vorgeschlagene Konstruktion irgendwo in der Nähe von 140 uH liegen.
Somit kann dieser 5-V-Solarbatterieladekreis als idealer und äußerst effizienter Solarladekreis für alle Arten von Solarbatterieladeanwendungen angesehen werden.
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