Sirkuit Pengisi Daya Surya LDO Zero Drop

Artikel ini membahas LDO dropout rendah sederhana, atau rangkaian charger solar zero drop tanpa mikrokontroler yang dapat dimodifikasi dengan berbagai cara sesuai preferensi pengguna. Rangkaian ini tidak bergantung pada mikrokontroler dan dapat dibangun bahkan oleh orang awam.

Apa itu Zero Drop Charger

Pengisi daya solar zero drop adalah perangkat yang memastikan bahwa tegangan dari panel surya mencapai baterai tanpa mengalami penurunan tegangan, baik karena hambatan maupun gangguan semikonduktor. Rangkaian di sini menggunakan MOSFET sebagai sakelar untuk memastikan penurunan tegangan minimum dari panel surya yang terpasang.

Selain itu, sirkuit memiliki keunggulan yang berbeda dibandingkan bentuk lain dari desain pengisi daya tanpa tetesan nol, sirkuit ini tidak perlu memotong panel secara tidak sengaja untuk memastikan panel diizinkan beroperasi pada zona efisiensi tertinggi.

Mari kita pahami bagaimana fitur-fitur ini dapat dicapai melalui ide rangkaian baru yang saya rancang.

Sirkuit LDO Paling Sederhana

Berikut adalah contoh pengisi daya surya LDO paling sederhana yang dapat dibuat dalam hitungan menit, oleh penggemar yang tertarik.

Sirkuit ini dapat digunakan secara efektif di tempat yang mahal Schottky dioda, untuk mendapatkan transfer penurunan nol energi matahari yang setara ke beban.

MOSFET saluran P digunakan sebagai sakelar LDO tetesan nol. Dioda zener melindungi MOSFET dari tegangan panel surya yang tinggi di atas 20 V. 1N4148 melindungi MOSFET dari koneksi panel surya terbalik. Dengan demikian, LDO MOSFET ini menjadi terlindungi sepenuhnya dari kondisi polaritas terbalik dan juga memungkinkan baterai untuk mengisi daya tanpa menurunkan voltase di tengahnya.

Untuk versi N-channel Anda dapat mencoba varian berikut.

Menggunakan Op Amps

Jika Anda tertarik untuk membangun charger zero drop dengan fitur potong otomatis, Anda dapat menerapkannya dengan menggunakan kabel op amp sebagai pembanding seperti gambar di bawah ini. Dalam desain ini pin non-inverting dari IC diposisikan sebagai sensor tegangan melalui tahap pembagi tegangan yang dibuat oleh R3 dan R4.

Mengacu pada diagram rangkaian pengisi daya regulator tegangan jatuh nol yang diusulkan, kita melihat konfigurasi yang agak langsung yang terdiri dari opamp dan mosfet sebagai bahan aktif utama.

Pin pembalik seperti biasa dipasang sebagai input referensi menggunakan R2 dan dioda zener.

Dengan asumsi baterai yang akan diisi adalah baterai 12V, sambungan antara R3 dan R4 dihitung sedemikian rupa sehingga menghasilkan 14,4V pada level tegangan input optimal tertentu yang mungkin merupakan tegangan rangkaian terbuka dari panel yang terhubung.

Saat menerapkan tegangan matahari pada terminal input yang ditunjukkan, MOSFET dimulai dengan bantuan R1 dan memungkinkan seluruh tegangan melintasi saluran pembuangannya yang akhirnya mencapai persimpangan R3 / R4.

Tingkat tegangan langsung terasa di sini dan jika seandainya lebih tinggi dari 14.4V yang ditetapkan, AKTIFKAN output opamp ke potensi tinggi.

Tindakan ini langsung mematikan mosfet untuk memastikan tidak ada tegangan lebih lanjut yang diizinkan untuk mencapai saluran pembuangannya.

Namun dalam prosesnya, tegangan sekarang cenderung turun di bawah tanda 14.4V melintasi persimpangan R3 / R4 yang lagi-lagi mendorong output opamp menjadi rendah dan pada gilirannya mengaktifkan mosfet.

Peralihan di atas terus berulang dengan cepat yang menghasilkan 14,4V konstan pada output yang diumpankan ke terminal baterai.

Penggunaan mosfet memastikan output yang hampir nol dari panel surya.

D1 / C1 diperkenalkan untuk menjaga dan mempertahankan suplai konstan ke pin suplai IC.

Tidak seperti regulator tipe shunt, di sini tegangan berlebih dari panel surya dikendalikan dengan mematikan panel, yang memastikan tidak ada pemuatan panel surya dan memungkinkannya untuk beroperasi pada kondisi yang paling efisien, seperti situasi MPPT.

Rangkaian charger solar LDO tanpa mikrokontroler dapat dengan mudah diupgrade dengan menambahkan fitur auto cut off dan fitur over current limit.

Diagram Sirkuit

CATATAN: HARAP HUBUNGKAN PIN # 7 IC LANGSUNG DENGAN (+) TERMINAL PANEL SURYA JIKA SIRKUIT TIDAK AKAN FUNGSI. GUNAKAN LM321 JIKA TEGANGAN PANEL SURYA TINGGI DARI 18 V.

Daftar Bagian

• R1, R2 = 10K
• R3, R4 = gunakan kalkulator pembagi potensial online untuk memperbaiki tegangan sambungan yang diperlukan
• D2 = 1N4148
• C1 = 10uF / 50V
• C2 = 0,22uF
• Z1 = harus jauh lebih rendah daripada baterai yang dipilih atas level pengisian daya
• IC1 = 741
• Mosfet = sesuai dengan baterai AH dan tegangan matahari.

Menggunakan MOSFET N-Channel

Dropout rendah yang diusulkan juga dapat diimplementasikan secara efektif menggunakan MOSFET N-channel. seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

CATATAN: HARAP HUBUNGKAN PIN # 4 IC LANGSUNG DENGAN (-) TERMINAL PANEL TENAGA SURYA, JIKA SIRKUIT AKAN BERHENTI BEKERJA. GUNAKAN LM321 BUKAN 741 JIKA OUTPUT PANEL LEBIH TINGGI DARI 18 V.

Menambahkan Fitur Kontrol Saat Ini

Diagram kedua di atas menunjukkan bagaimana desain di atas dapat ditingkatkan dengan fitur kontrol arus hanya dengan menambahkan tahap transistor BC547 melintasi input pembalik opamp.

R5 dapat berupa resistor bernilai rendah seperti 100 ohm.

R6 menentukan arus pengisian maksimum yang diperbolehkan ke baterai yang dapat diatur dengan menggunakan rumus:

R (Ohm) = 0,6 / I, di mana I adalah laju pengisian optimal (amp) dari baterai yang terhubung.

Rangkaian pengisi daya baterai Solar zero drop yang diselesaikan:

Sesuai saran dari 'jrp4d', desain yang dijelaskan di atas memerlukan beberapa modifikasi serius untuk beroperasi dengan benar. Saya telah mempresentasikan desain kerja yang telah diselesaikan dan dikoreksi untuk hal yang sama melalui diagram yang ditunjukkan di bawah ini:

Menurut 'jrp4d':

Hai - Saya telah mengotak-atik MOSFET (rangkaian kontrol tegangan) dan saya rasa salah satu rangkaian tidak akan berfungsi kecuali jika saluran tegangan hanya beberapa volt lebih besar dari tegangan baterai target. Untuk apa pun di mana saluran masuk lebih dari sekadar baterai, MOSFET hanya akan berjalan karena rangkaian kontrol tidak dapat mengontrolnya.

Di kedua sirkuit masalah yang sama, dengan saluran-P op-amp tidak dapat menggerakkan gerbang cukup tinggi untuk mematikannya (seperti yang diamati oleh satu pos) - itu hanya melewati tegangan saluran langsung ke baterai. Dalam versi saluran N, op-amp tidak dapat menggerakkan gerbang cukup rendah karena beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi daripada saluran -ve di samping.

Kedua sirkuit membutuhkan perangkat penggerak yang beroperasi pada tegangan penuh, yang dikendalikan oleh op-amp

Saran di atas terlihat valid dan benar. Cara termudah untuk memperbaiki masalah diatas adalah dengan menghubungkan Pin # 7 IC opamp dengan (+) panel surya secara langsung. Ini akan segera menyelesaikan masalah!

Sebagai alternatif, desain di atas dapat dimodifikasi dengan cara yang ditunjukkan di bawah ini untuk hal yang sama:

Menggunakan NPN BJT atau mosfet N-channel:

Dioda D1 dapat dilepas setelah kerja LDO dikonfirmasi

Pada gambar di atas, transistor daya NPN bisa jadi TIP142, atau mosfet IRF540 ..... dan tolong Hapus D1 karena tidak diperlukan

Menggunakan transistor PNP atau P-mosfet

Dioda D1 dapat dilepas setelah pekerjaan dikonfirmasi

Pada gambar di atas, transistor daya dapat berupa mosfet TIP147 atau IRF9540, transistor yang terkait dengan R1 dapat berupa transistor BC557 ...... dan harap Hapus D1 karena tidak diperlukan.

Cara Mengatur sirkuit pengisi daya surya LDO

Sangat mudah.

1. Jangan menghubungkan suplai apapun di sisi MOSFET.
2. Ganti baterai dengan input catu daya variabel dan sesuaikan dengan level pengisian baterai yang seharusnya diisi.
3. Sekarang dengan hati-hati sesuaikan preset pin2 sampai LED mati begitu saja .... jentikkan preset ke sana kemari dan periksa respons LED itu juga harus berkedip ON / OFF secara bersamaan, akhirnya sesuaikan preset ke titik di mana LeD hanya mati sepenuhnya .... tutup preset.
4. Pengisi daya solar zero drop Anda sudah siap, dan disetel.

Anda dapat mengkonfirmasi hal di atas dengan menerapkan tegangan input yang jauh lebih tinggi di sisi MOSFET, Anda akan menemukan output sisi baterai menghasilkan level tegangan yang diatur dengan sempurna yang telah Anda atur sebelumnya.