AVT5598 – 12V 太陽能充電器
光電模組變得越來越便宜，因此越來越受歡迎。 它們可以成功地用於電池充電，例如在鄉間別墅或電子氣象站中。 所描述的裝置是適合在很寬範圍內變化的輸入電壓的情況下工作的充電控制器。 它可以在現場、露營地或露營地很有用。
1.太陽能充電器示意圖
該系統用於以緩衝模式對鉛酸電池（例如膠體電池）進行充電，即達到設定電壓後，充電電流開始下降。 因此，電池始終處於待機模式。 充電器電源電壓的變化範圍為 4…25 V。
使用強陽光和弱陽光的能力顯著增加了每天的充電時間。 充電電流高度依賴輸入電壓，但此解決方案比簡單地限制太陽能模組的過電壓具有優勢。
充電器電路如圖所示。 1. 直流電源是採用 SEPIC 拓樸結構的轉換器，基於廉價且知名的 MC34063A 系統。 它的作用相當於鑰匙的典型作用。 如果提供給比較器（引腳 5）的電壓太低，內建電晶體開關開始以恆定的填充和頻率運作。 如果該電壓超過參考電壓（通常為 1,25 V），操作就會停止。
SEPIC 轉換器既可以升壓也可以降壓輸出電壓，更有可能使用可以改變鍵控訊號內容的控制器。 使用 MC34063A 擔任此角色並不是常見的解決方案，但如原型測試所示，對於此應用來說它已經足夠了。 另一個標準是價格，MC34063A 的價格明顯低於 PWM 控制器。
兩個並聯的電容器C1和C2用於降低光伏組件等電源的內阻。 並聯連接減少了產生的寄生參數，例如電阻和電感。 電阻R1用於將該過程的電流限制在大約0,44A。較高的電流可能導致積體電路過熱。 電容器 C3 將工作頻率設定為約 80 kHz。
扼流圈 L1 和 L2 以及電容器 C4-C6 的電容的選擇方式應使轉換器能夠在非常寬的電壓範圍內工作。 並聯電容器應該會降低產生的 ESR 和 ESL。
LED1 二極體用於檢查控制器的功能。 如果是這樣，則交流電壓分量沉積在線圈 L2 上，這可以透過該二極體的發光來觀察。 按下 S1 按鈕可將其開啟，這樣它就不會一直無意義地亮起。 電阻器 R3 將其電流限制在大約 2 mA，D1 保護 LED 二極體免受過高關斷電壓導致的擊穿。 添加電阻器 R4 是為了在低電流消耗和低電壓下實現更好的轉換器穩定性。 它吸收線圈L2提供給負載的部分能量。 它影響效率，但很小——流過它的電流有效值只有幾毫安。
電容器C8和C9平滑通過二極體D2提供的電流的漣波。 電阻分壓器 R5-R7 將輸出電壓設定為約 13,5 V，這是緩衝操作期間 12 V 凝膠電池端子上的正確電壓。 此電壓應隨溫度略有變化，但為了保持系統簡單而忽略了這一事實。 此電阻分壓器始終加載所連接的電池，因此它應該具有盡可能高的電阻。
電容器C7降低了比較器觀察到的電壓漣波，並降低了回授迴路的反應速度。 如果沒有它，當電池斷開時，輸出電壓可能會超過電解電容的安全值，即逃逸。 添加該電容器會導致系統不時停止切換。
充電器安裝在一塊尺寸為89x27 mm的單面印刷電路板上，其組裝圖如圖XNUMX所示。 里斯庫諾克 2。 所有元件均裝在用於直通安裝的外殼中，即使對於沒有太多操作烙鐵經驗的人來說，這也是一個很大的幫助。 我建議不要使用IC插座，因為它會增加開關電晶體的連接電阻。
2、太陽能充電器安裝圖
正確組裝的設備可立即投入使用，無需任何調試工作。 作為控制的一部分，您可以對其輸入施加恆定電壓，並將其調節在 4...20 V 的給定範圍內，同時觀察連接到輸出的電壓表的讀數。 它應在大約 18...13,5 V 的範圍內呈鋸齒狀變化。第一個值與電容器充電有關，並不重要，但在 13,5 V 時轉換器應再次開始工作。
充電電流取決於當前輸入電壓，因為輸入電流限制為大約 0,44 A。經測量，電池充電電流在大約 50 mA (4 V) 到 0,6 V 時約 20 A 之間變化。透過增加電阻R1，有時建議使用於小容量電池（2 Ah）。
此充電器適用於標稱電壓為 12 V 的光伏模組。其端子可包含高達 20...22 V 的電壓，且電流消耗低，因此在轉換器輸入端安裝了電容器，以適應電壓在25 V電壓下使用。損耗如此之大，以至於電池幾乎無法充電。
若要充分利用充電器，請連接功率為 10 W 或以上的模組。 電量較少時，電池也會充電，但速度較慢。
組件清單：
電阻器：
R1：0,68 歐姆/1 瓦
R2：180 歐姆/0,25 瓦
R3：6,8 kOhm/0,25 W
R4：2,2 kOhm/0,25 W
R5：68 kOhm/0,25 W
R6：30 kOhm/0,25 W
R7：10 kOhm/0,25 W
電容器：
C1、C2、C8、C9：220μF/25V
C3：330 pF（陶瓷）
C4…C6：2,2 μF/50 V（MKT R = 5 mm）
C7：1μF/50V（單片）
半導體：
D1：1N4148
D2：1N5819
LED1：5mm LED，如綠色
US1：MC34063A(DIP8)
другие：
J1、J2：ARK2/5mm 連接器
L1、L2：220uH電感（垂直）
S1：微動開關6×6/13mm
