Solar Cellphone Charger Circuit

Artikkelen diskuterer omfattende en MPPT-basert smart solcellelader. Ideen ble etterspurt av en av de ivrige leserne av denne bloggen.

Tekniske spesifikasjoner

Jeg er en sisteårsstudent innen elektrisk og elektronikk. Mitt siste prosjekt tittel er smart solcelle lader for mobiltelefoner. Jeg håpet sir kan hjelpe meg med hvordan jeg kan gjøre en solcellelader smart.

Noe jeg kom over var å bruke brukergrensesnitt som bruk førte til å informere brukeren om solstrålingen er nok til å lade laderen eller noe sånt. Men jeg er ikke sikker på hvordan kretsen vil se ut og hvilke komponenter som trengs. Håper på litt hjelp fra sir.

Jeg tenkte å bruke brukergrensesnitt for å gjøre solladeren 'smart'. Med en funksjon som informerer brukeren om hvor mye sollys som er nok til effektiv lading. For eksempel hvis lysstrålingen er for lav, vil brukeren bli informert via tent LED eller skjerm.

Og når solenergiladeren er fulladet, lyser en LED for å informere brukeren om at solladeren er klar til bruk.

Det er det jeg har tenkt på å utvikle så langt. Men jeg er ikke sikker på kompleksiteten av det, derfor er jeg åpen for nye forslag om å forbedre dette designet.

Jeg har også lest noen artikler på sir's blogg angående mppt. Jeg er ikke sikker på om jeg bør vurdere å legge det til i dette designet, da jeg ikke er kjent med kompleksiteten ved å bygge denne kretsen.

Jeg skal utvikle en bærbar smart solcelle lader for mobiltelefoner . Derfor vurderte jeg å bruke brukergrensesnitt for å informere brukerne som en 'smart' metode. Håper sir kan hjelpe meg med utviklingen av denne kretsen. Jeg er også åpen for nye forslag, sir.

Takk for rask tilbakemelding, og jeg setter stor pris på hjelpen din.

Ha en flott dag sir.

Designet

Med henvisning til den ovennevnte smarte solcellelederkretsen, kan designet deles inn i tre grunnleggende trinn:

1) Mosfet-basert buck-omformer scene.

2) Den imponerende scenen IC 555, og

3) Opamp-basert solspor MPPT scene.

Etappene er designet for å fungere på følgende måte:

Buck-omformeren består i utgangspunktet av en P-kanal mosfet, en hurtigresponsdiode og en induktor. Dette trinnet er inkludert for å oppnå ønsket mengde trappet ned spenning med maksimal effektivitet, siden tap i form av varme og andre parametere er minimalt ved bruk av en buck topologi.

IC 555-scenen

IC 555-trinnet er rigget for å generere en frekvens for bukkomformeren, og også som en konstant spenningsregulator gjennom sin kontrollpinne5. BJT på sin pin5 begrunnelse og slår av frekvensomformerfrekvensen hver gang den mottar et basisutløsersignal enten fra opamp tracker-trinnet eller fra tilbakemeldingen over buck-omformerutgangen via 10k forhåndsinnstilling.

Når vi kommer til opamp-scenen, kan inngangene settes konfigurert på en slik måte at potensialet ved den inverterende inngangen til IC holder seg en klype høyere enn den ikke-inverterende inngangen på grunn av tilstedeværelsen av de tre 1N4148 fallende dioder.

Forhåndsinnstillingen på 10k er justert slik at ved toppspenning holdes prøvesolsspenningen på pin2 bare lavere enn forsyningsspenningen på pin7, dette er viktig siden inngangsmatingen ikke skal være høyere enn forsyningsspenningen til IC i henhold til standardreglene og spesifikasjoner for IC.

I den ovennevnte situasjonen holdes utgangsstiftet 6 til opampen på null potensial på grunn av skyggenes lavere potensial for pin3 enn pin2.

MPPT-optimaliseringen

Når belastningsspenningen er på linje med solpanelets spenningsgrad, fungerer panelet automatisk med maksimal effektivitet, og opamp trackeren forblir i dvale, men hvis en uovertruffen eller inkompatibel overbelastningsbelastning oppdages, har panelspenningen en tendens for å bli trukket ned med belastningsspenningsnivået.

Situasjonen blir sporet ved pin2 som også opplever et proporsjonalt spenningsfall, men potensialet ved pin3 forblir solid og uberørt på grunn av tilstedeværelsen av 10uF kondensatoren, til øyeblikket da pin2 potensialet har en tendens til å gå under 3 diode fallet satt over pin3 . Pin3 begynner nå å være vitne til et stigende potensial enn pin2, som øyeblikkelig gjengir en høyde på pin6 på IC.

Ovennevnte høye ved pin6 sender en utløser ved bunnen av BC547-transistoren plassert over pin5 på IC555. Dette tvinger den stabile til å stenge av seg selv og bukkeeffekten, som igjen gjør belastningen ineffektiv, og gjenoppretter normaliteten over panelet og opamp tracker-trinnet ... syklusen fortsetter å bytte raskt, og sikrer optimal spenning for lasten samt en optimalisert belastning for panelet slik at spenningen aldri faller under den kritiske 'knesonen'.

Induktoren til omformertrinnet kan bygges ved hjelp av 22 SWG magnetledning, med rundt 20 omdreininger over enhver passende ferrittkjerne.

Forhåndsinnstillingen på 10 000 kan brukes til å justere bukspenningen til de nødvendige nivåene i henhold til lastspesifikasjonene.

Hvordan sette opp kretsen

Når den er bygget, kan den ovennevnte smarte solenergiladeren settes med følgende prosedyrer:

1) Ikke koble til belastning på utgangen.

2) Påfør en ekstern likestrøm (veldig lav strøm) over inngangen til kretsen der panelet er ment å være koblet til. Denne likestrømmen skal være på et nivå som er omtrent lik de valgte panelets toppspenningsspesifikasjoner.

3) Juster 10k forhåndsinnstillingen til opampen slik at potensialet ved pin2 blir litt lavere enn potensialet ved pin7 på IC.

4) Deretter justerer du den andre 10k forhåndsinnstillingen slik at utgangen fra bukkomformeren produserer en spenning akkurat lik den tiltenkte belastningsspenningen. Hvis det er en mobiltelefon som må lades, kan spenningen settes til 5V, for en Li-ion-celle kan den være satt til 4,2V og så videre.

4) Til slutt kobler du en dummy-belastning som kan ha driftsspenning mye lavere enn inngangsstrømmen, men høyere strømstyrke enn inngangsstrømmen .... og sjekk den totale responsen fra kretsen.

Kretsen må gi følgende resultater:

Når pin6-matingen er koblet til pin5 BJT på IC 555, bør DC ikke vise et fall på mer enn 2V enn den faktiske størrelsen. Betydning hvis inngangsstrømmen er 15V, og belastningen er 6V, kan fallet over inngangsstrømmen ikke sees under 13V.

Omvendt når pin6 er frakoblet, må dette falle og justeres i samsvar med belastningsspenningen, det vil si hvis DC er 15V og belastningen er 6V, kan inngangsstrømmen synke fallende ved 6V.

Ovennevnte resultater vil bekrefte at den foreslåtte smarte solcelleladerkretsen fungerer og fungerer optimalt.

Etappene må bygges, testes, bekreftes trinnvis og deretter integreres sammen.