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太阳能充电和分流控制器

时间:01-06 14:12 阅读:1326次

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简介：本文介绍了太阳能充电和分流控制器

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。

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。

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

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。

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。

欠压保护。

损坏电池或负载设备可以，如果蓄电池电荷向下运行到多会发生。

这可能发生在许多应用程序，如以下：

1。签署照明。电池可能没电的夜晚照明要求，并可能耗尽。

2。远程仪器仪表。电池可以充电下如果天气已经不允许足够的太阳能积累。在这种情况下，关键的测量设备可以保持运行，而不必要的设备被关闭。在我的情况下，皮特兄弟Ultimeter 2000气象显示屏将保持打开，而建伍79302米收发器被关闭。天气监测继续记录数据。

3。抽水。在抽水应用中，有时希望使泵运行在连续基础上，即使是在夜间。的蓄电池提供夜间权力运行的泵。但是，如果充电变得低于50％，电池的寿命受到影响。欠压切断保护可以解决这个问题。

4。国内电力。电池可能会因过度使用殆尽。在这种情况下，关键的设备，如计算机，炉或冰箱，可保持运行的同时unnessassary设备被关闭。

5。敏感的设备。有些设备必须关闭时，电池电压低。我的建伍79302米收发器不耐受低压很好。

欠压保护电路

低电压保护电路的工作原理。

这欠压保护电路是基于对Zetex的 ZM33064欠压复位电路的计算机。

电压监视器是一个集成电路中，在其正常的使用是用来重置微处理器3管脚封装。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。

在我的电路使用这个输出进行切换的NPN晶体管逻辑，T的基本3，从而操作一个标准的栅极驱动电平P沟道功率MOSFET，T的栅极2。

功率晶体管，T 2，被接通时，电池电压高于设定点时和关闭时低于设定点。

当电压高于4.6V的输出晶体管导通，负载从电池给定的功率，直到电压低于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。这个滞后量可能不足以用于许多应用。

一个额外的滞后电阻，R ħ，也可加入以增加滞后，以更高的电压。这可以用来防止受保护的负载循环。所需的滞后的量依赖于电池的内部电阻。当负载被除去，由于低电压时，电池电压升高。如果滞后是不够大的受保护的负载将被再次打开。并循环下去。

我不能给你预测什么这个电阻应该是一个公式。我只能建议你尝试的值，直到获得满意。

两个电阻，R 1和R 2，是用于将在电池电压下降到4.6V范围的电压监视器。滞后电阻，R ħ，影响此计算。

计算R值2的欠压保护电路。

V Ç = 10.8V所需的截止电压。

V 米 = 4.6V的阈值电压ZM33064。

[R 1 =2.00KΩs低电阻分压器。

ř ħ =20.0KΩs较低的电阻分压器。

我米 =180μA静态电流ZM33064。

ř 2 =（V ç - V 米）/（（V 米 /（R 1 -1 + R ħ -1）-1）+ I 米）

ř 2 =（6.2V）/（（4.6V /（1.8181KΩs）+180μA）

ř 2 =（6.2V）/（（2.53毫安）+180μA）

ř 2 =（6.2V）/（2.71毫安）

ř 2 =2.29KΩs

ř 2 =2.26KΩs最近1％价值。

瓦，R 2 =（V ç - V 米）2 / R 2

瓦，R 2 =（6.2V）2 /2.26KΩs计算功率R中2

瓦，R 2 = 0.017瓦使用1/4瓦的电阻。

我现在有面包登上这条赛道，它工作正常。我做了一些改动电路之前出版。这些都是轻微的价值调整。我还删除了调整锅。接下来，我会做一个PC板，其中包括温度补偿并联稳压器。

我已经表明，在原理图上，两路输出：

1。绕行。这个输出是关键设备。它本质上是绕过保护电路。

2。受保护的。这个输出是可以被关闭，当达到低电池电压的设备。

我已经添加了两个可选的跳线：

J1 使能输出。使控制输出的正常运行。

J2 禁用输出。强制控制输出OFF。

无输出ON。 J1删除强制控制输出ON，如果J2不到位。J2，禁止输出，具有优先权。

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我希望所有这些设计都将满足您的需求。很显然，我无法知道你的要求的具体细节。请使用普通电路设计分析，以确定在散热器或可选的加热器的电阻值和功率的适当的大小。

上浆的功率MOSFET，用于更高功率的应用程序时使用良好的判断力。我试图使用的组件，将与更高的电流的MOSFET。一个警告是利用逻辑电平与传统的栅极驱动晶体管。

常规的栅极驱动晶体管需要大于10伏，有的甚至更高，被施加到栅极被完全打开。逻辑电平的栅极驱动晶体管可以由这个高的栅极电压而损坏。逻辑电平栅极驱动晶体管将全面上施加5伏。

功率MOSFET的特性：

栅极驱动。逻辑电平栅极驱动功率MOSFET 传统的栅极驱动功率MOSFET

大于5伏。全额定电流，低驱动电压。该晶体管可以在通常是非常具有破坏性的线性区域进行操作。

大于10伏特。的栅极可以与击穿电压大于10伏。全额定电流。

导流器。

下面是A型并联稳压器，称为分流控制器。它可以用来转储不必要的充电电源到负载分流，一旦电池充满。

引水充放电控制器

电路如何工作。

分流控制器的工作原理类似的并联稳压器。在分流稳压源充电电流分流到地，当电池充满。在导流器时，电池电压是满的导流负载被激活。

分流控制器没有充电二极管和确实有分流负载。

此分流控制器是基于一个对Zetex的 ZM33064欠压复位电路的计算机。

电压监视器是一个集成电路在3管脚封装，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和分流负载被移除以允许电源对电池直到划分电压高于4.6V。该Zetex的 ZM33064有大约20mV的是降低到100mV的电路12V滞后。（我还没有建成的其中之一，但我希望滞后是为400mV一个48V电池）。这有助于防止电源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。

两个电阻，R 1和R 2，是用于将在电池电压下降到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30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.044偏振角Ωs导通电阻的。为5 Amps此功耗为：

5A 2。* .044Ω= 1.1Watts

晶体管将得到温暖，但不能过分和不带散热片。

当然，如果完全30安培是通过晶体管则：

30A 2。* .044Ω= 40Watts

这是显著的，需要进行热sinked这个热量。

在这个例子中，总导流载荷为：

。55.2V * 30A = 1656Watts

的分流功率可以增加或者使用较大的晶体管，并联多个晶体管，或者并联多个分支机构控制器。

额外的分流器可以以稍微不同的电压设置他们上演。

计算R的值2的导流器。