Контроллер заряда своими руками: Как сделать контроллер заряда аккумулятора своими руками

Содержание

Сделать контроллер заряда для солнечной батареи в два счета!

Одним из важнейших компонентов солнечной системы является контроллер заряда. Он может поставляться отдельно либо в комплекте с инвертором. Как понятно из названия, это устройство предназначено для контроля заряда АКБ, то есть контроллеры заряда для солнечной батареи следят за уровнем напряжения на аккумуляторе и служат для предотвращения полного разряда или перезаряда батареи.

Век глобальной доступности, когда можно найти абсолютно любой товар и информацию, позволяет не только приобрести контроллеры в любом специализирующемся магазине, но и собрать его своими руками. Для этого Вам понадобится схема устройства, которое Вы планируете изготовить, в нашем случае – это контроллер зарядки, и умение разбираться в электронике. Попытаемся снабдить Вас и тем, и другим.

Контроллеры зарядки для СБ: краткое описание

Существует несколько разновидностей описываемого устройства. Самые простые из них выполняет лишь одну функцию: включает и выключает батареи в зависимости от их заряда. Более «продвинутые» модели снабжены функцией отслеживания точки максимального значения мощности, что обеспечивает более высокий выходной ток по сравнению с током солнечной батареи. А это, в свою очередь, повышает КПД всей установки в целом.

Более усовершенствованные модели – способны понижать напряжение на СБ и поддерживать его на требуемом уровне. Наличие данной функции способствует более полной зарядке АКБ.

Любой контроллер, в том числе и самодельный, должен отвечать определенным требованиям:

  • 1,2P ≤ I×U, где P – суммарная мощность солнечных батарей всей системы; I – выходной ток контроллера; U – напряжение системы при разряженных аккумуляторах.
  • 1,2Uвх = Uх.х, где Uвх – максимально допустимое входное напряжение, Uх.х – суммарное напряжение холостого хода всех солнечных батарей системы.

Если нет возможности купить…

Конечно, зачастую прибор, собранный своими руками, будет хуже, чем аналогичное устройство, произведенное на заводе. Но сегодня мало кому можно доверять. И дешевые контроллеры для солнечной батареи, поставляемые из Китая, также могли быть собраны в какой-нибудь подсобке. Так зачем покупать устройство, в качестве которого Вы не уверены, если есть возможность соорудить его дома.

На рисунке 1 приведена простейшая схема, воспользовавшись которой Вы сможете своими руками собрать контроллер, пригодный для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора 12 В с помощью маломощной СБ с током в несколько ампер. Изменив номиналы используемых элементов, Вы сможете адаптировать собранный прибор под АКБ с другими техническими характеристиками. Следует отметить, что данная схема предполагает использование вместо защитного диода полевого транзистора, управляемого компаратором.

Видео Вам в помощь:

Принцип работы достаточно прост: когда напряжение на АКБ достигнет заданного значения, контроллер остановит зарядку, в случае его снижения ниже порогового значения, зарядка будет вновь включена. При напряжении меньше 11 В нагрузка будет отключаться, а при напряжении больше 12,5 В, наоборот, подключаться к аккумулятору. Этот небольшой прибор спасет Ваш аккумулятор от самопроизвольного разряда в отсутствие солнца. На рисунке 2 представлен уже собранный комплект, состоящий из двух аккумуляторов, DC/DC-конверторов и индикации.

Контроллеры заряда солнечной батареи, собранные своими руками по более сложным схемам, смогут гарантировать Вам надежную и стабильную работу. Поэтому, если Вы чувствуете в себе силы, то ниже представлена еще одна схема. Она состоит из большего числа компонентов, зато и функционирует без «глюков» (рисунок 3).

Самодельный контроллер, собранный по данной схеме, подойдет для системы энергообеспечения, работающей, как от СБ, так и от ветрогенератора. Сигнал, который приходит от используемого источника альтернативной энергии, коммутируется реле, которое в свою очередь управляется полевым транзисторным ключом. Для регулировки порогов переключения режимов используются подстроечные резисторы.

Не бойтесь экспериментировать, ведь у самых лучших умов человечества тоже случались ошибки и падения, поэтому, если с первого раза Вам не удалось собрать своими руками надежный контроллер, не отчаивайтесь. Попробуйте еще раз, и, возможно, со второго раза у Вас все получится. Зато Вас будет «греть» само осознание того, что Вы сделали его сами.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Как доработать устройство для контроля заряда:

Описание контроллера заряда АКБ, детальное руководство по изготовлению

Аккумулятор вместе с генератором являются устройствами, обеспечивающими автомобиль электропитанием. От степени зарядки батареи зависит успешный старт машины и работа приборов, входящих в электрическую сеть при выключенном двигателе. Поэтому важно следить за ее зарядкой. Для контроля зарядки предназначен контроллер заряда автомобильной АКБ. В статье описывается принцип действия устройства, дается инструкция по изготовлению своими руками.

Если не контролировать зарядку, то недозаряд аккумулятора грозит тем, что в один прекрасный момент может не завестись двигатель, особенно в зимний период. Проверить напряжение на клеммах устройства можно с помощью мультиметра. Если говорит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи на приборной панели, это говорит о том, что у батареи низкая зарядка. Но горение лампочки малоинформативно.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать напряжение АКБ. Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные индикаторы заряда аккумуляторных батарей. Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются необслуживаемые аккумуляторные батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Точную зарядку можно определить с помощью тестера.

Конструкция

Схема встроенного индикатора выглядит следующим образом:

Конструкция аккумуляторного гидрометра

 Принцип действия

У большинства гидрометров одинаковый принцип действия, он основывается на трех положениях индикатора. Когда заряжается батарея, увеличивается плотность электролита. Благодаря этому зеленый шарик, выполняющий роль поплавка, всплывает по трубке и появляется в глазке индикатора. Обычно поплавок виден, если заряженность батареи превышает 65 %.

Виден зеленый поплавок

Если поплавок тонет в электролите, это означает, что плотность не отвечает норме и АКБ недостаточно заряжена. При этом глазок индикатора будет черного цвета. Такая ситуация говорит о том, что необходима подзарядка.

Глазок черного цвета

Существуют модели, в которых кроме зеленого шарика есть красный, поднимающийся по трубке при низкой плотности. В этом случае в глазке будет виден красный шарик.

Последним вариантом является низкий уровень электролита. В этом случае в глазок индикатора будет видна поверхность электролита. Это значит, что необходимо долить электролит или дистиллированную воду. Правда, в случае с необслуживаемым устройством, сделать это сложно.

Видна поверхность жидкости

Заводские контроллеры

Существуют промышленные устройства для контроля уровня зарядки АКБ. Рассмотрим некоторые из них.

Контроллер уровня зарядки DC-12 В представляет собой конструктор. Он подойдет тем, кто имеет знания по электротехнике. Устройство позволяет контролировать заряженность батареи и выполнять функцию реле-регулятора. Продается в виде набора деталей и собирается самостоятельно. Диапазон напряжений составляет от 2,5 до 18 В. Потребляемый ток – 20 мА. Размеры печатной платы: 43х20 мм (автор видео — DeXter Show).

Панель с индикатором от TMC пригодится автолюбителям, которые установили в свой автомобиль второй аккумулятор. Устройство состоит из алюминиевой панели, вольтметра и тумблера. С помощью тумблера осуществляется переключение между батареями.

Можно приобрести устройства контроля уровня заряда аккумулятора от фирмы Faria Euro Black Style, но у них очень высокая стоимость.

Инструкция по изготовлению

Если есть желание, знания по электронике и время, можно изготовить контроллер зарядки аккумулятора своими руками. Конструктивно устройство будет состоять из электронного блока, на корпусе которого будут расположены три диода красного, зеленого и синего цвета. Цвета диодов можно выбрать любые, главное, правильно оценивать полученные результаты.

Назначение данного устройства – контролировать работу автомобильного аккумулятора с напряжение электросети от 6 до 14 В. Этот прибор схож с тем, что продается в магазине. Речь идет о наборе DC-12 В, о котором упоминалось выше. Принцип действия обоих устройств одинаков.

Для изготовления контроллера понадобятся следующие детали:

  • для размещения компонент печатная плата;
  • транзисторы: ВС547 и ВС557;
  • резисторы: сопротивлением 1 кОм – 2, 220 Ом – 3, 2,2 кОм – 1;
  • диоды (стабилизаторы) на 9,1 и 10 В;
  • набор светодиодов RGB (красный, зеленый, синий).

Перед сборкой следует проверить, чтобы контакты соответствовали цвету светодиодов. Проверку можно выполнить с помощью тестера.  Это можно сделать с помощью тестера. Монтируя компоненты, желательно светодиоды вывести на проводах длиной 5-20 см, а не припаивать их к плате. Такую конструкцию легче расположить на приборной панели автомобиля.

Сборка устройства осуществляется по следующей схеме:

Простейшая схема контроллера

При сборке следует размещать комплектующие на печатной плате как можно более компактно, чтобы он не занимали много места. После подключения к бортовой электросети контроллер будет показывать текущий уровень зарядки аккумулятора.

При этом он будет лишь сигнализировать об определенном уровне, не показывая конкретных значений:

  • если загорается светодиод красного цвета, это означает, что напряжение находится в пределах от 6 до 10 В — это критичный уровень;
  • если горит синий светодиод, то заряд составляет 11-13 В – это оптимальное значение, которое соответствует нормальной работе аккумуляторной батареи;
  • если аккумулятор полностью заряженный, загорается светодиод зеленого цвета.

Собранную панель рекомендуется устанавливать и подключать к бортовой сети на обратной стороне панели приборов, а на лицевую сторону вывести светодиоды на проводах. Если выполнять все работы аккуратно, то это не отразится на внешнем виде приборной доски.

Установка контроллера позволяет контролировать заряженность аккумуляторной батареи, что дает возможность вовремя подзаряжать АКБ и не даст попасть в ситуацию, когда не заводится двигатель из-за разряженной батареи.

 Загрузка …

Видео «Индикатор разряда аккумулятора»

В этом видео демонстрируется, как собрать простое устройство для проверки заряженности батареи (автор ролика — Паяльник TV).

КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДА

   После того, как вы купили фотоэлектрические элементы и построили солнечную панель или изготовили самодельный ветрогенератор, встает вопрос об утилизации лишней энергии, когда аккумулятор полностью заряжен, а ветрогенератор или панель продолжают вырабатывать энергию. Это чревато довольно негативными последствиями как для аккумулятора, так и для самих источников энергии — перезаряд приводит к разрушению пластин АКБ, а ветроколесо начинает набирать неконтролируемые обороты и может пойти в разнос.

   Справится с этим нам поможет изготовление несложного, но довольно надежного универсального контроллера заряда, подходящего для заряда батарей как от солнечных элементов,так и от ветрогенератора. Первоначальная схема агрегата была разработанна Майклом Дэвисом (Michael Davis).

   Сигнал приходящий с выпрямителя ветрогенератора или солнечной панели коммутируется при помощи реле, управляеммым пороговой схемой с полевым транзисторным ключом. Пороги переключения режимов регулируются посредством подстроечных резисторов. В качестве нагрузки для утилизации энергии при полном заряде аккумулятора автор использовал 8 резисторов (тэнов) сопротивлением 4 Ома с мощностью рассеивания 50Вт. Готовое изделие было оформлено в пластиковый корпус.

   Я специально не заострял вашего внимания на описании мелочей из данного проекта, так как вскоре автор пошел по пути усовершенствования и упрощения конструкции своего детища. Модернизированную и упрощенную конструкцию контроллера и предлагаю рассмотреть подробнее. Как видно из принципиальной эл.схемы, принцип действия прибора нисколько не изменился.

   Упростилась сама схема — вместо микросхем ОУ и логической, автор применил самую распространенную микросхему таймера NE555P. Подробнее остановимся и на выборе деталей для проекта.

   В качестве стабилизатора напряжения питания самой схемы используется широко распространенный интегральный стабилизатор 7805 (К142ЕН5А). Транзистор Q1 может быть заменен на NTE123, 2N3904 или любой другой биполярный NPN структуры с подходящими параметрами. То же касается и полевого транзистора IRF540 — его меняем на любой подходящий по параметрам. Подстроечные резисторы лучше взять многооборотные. Подойдут любые с интервалом подстройки от 0 до 100К (но все же при 10К резисторах подстройка выйдет гораздо точнее, что немаловажно при установке режимов заряда гелевой батареи).

   В качестве коммутатора используется автомобильное реле на 12В с возможностью коммутации токов в 30-40А. Конденсаторы обвязки стабилизатора можно поставить любые — от керамических до пленочных, хотя я, как перестраховщик, ставил бы пленку. Светодиоды в контроллер заряда можно подобрать любые разного цвета свечения — LED1 индуцирует режим »сброса» энергии на нагрузку, а LED2 — режим заряда аккумулятора. Кнопки PB1 и PB2 любые надежные, без фиксации, служат для переключения схемы »вручную» при наладке (замере напряжения в контрольных точках TP1 и TP2). При первичной регулировке схемы, напряжение в контрольной точке TP1 выставляют равным 1.667В, а в контрольной точке TP2 — 3,333В. Все цепи питания устройства желательно снабдить предохранителями на соответствующие токи.

   Автор собрал устройство на монтажной плате и вставил в корпус подходящего размера.

   Однако один его предприимчивый соратник (Jason Markham) развел печатную плату для контроллера и успешно стал продавать через Интернет набор для самостоятельного изготовления (38долларов) и готовое изделие (54,95 долларов).

   Ничего не попишешь — Америка, хотя наш самодельщик за такую сумму соберет с десяток таких контроллеров заряда батарей. 

   Испытания контроллера, проводимые долгое время как с ветроэнергоустановкой так и с солнечной панелью, показали высокую его надежность.

   Напоследок одно небольшое замечание: включение контроллера в систему производить только после подключения аккумулятора к его контактам, в противном случае устройство может неправильно работать или выйти из строя. Автор статьи: Электродыч.

Originally posted 2019-02-07 14:32:46. Republished by Blog Post Promoter

Как выбрать контроллер заряда солнечных батарей

Солнечные батареи, преобразующие энергию солнца в электрический ток, не имеют движущихся частей, поэтому экономичны, надежны и находят все более широкое применение. В составе таких устройств несколько компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.

Наиболее «продвинутые» комплекты содержат инвертор, преобразующий постоянное напряжение 12в в переменное 220в. Это позволяет подключать к автономной системе питания обычные сетевые приборы, такие, как телевизор и радиоприемник.

Обязательным элементом, необходимым для эффективной работы всей системы, является контроллер заряда.

Главная задача контроллера заряда – распределение потоков электрической энергии, полученной от солнечной панели. Поддержание стабильного напряжения на выходе, а также исключения перезаряда или полного разряда встроенного в систему аккумулятора.

Таким образом, значительно увеличивается срок службы дорогостоящей аккумуляторной батареи.

Основные функции

Энергосистема с использованием контроллера. (Для увеличения нажмите)

Контроллер осуществляет:

  1. Выбор оптимального тока заряда аккумулятора.
  2. Отключение аккумулятора при заряде до установленного предела.

Не обязательно покупать такой контроллер в специализированном магазине. Имея паяльник и минимальные знания в электротехнике, можно собрать схему начального уровня самостоятельно.

Есть несколько типов таких устройств. Простейшие имеют только одну функцию: подключает и отключает батарею в зависимости от уровня заряда.

Сложные устройства отслеживают пиковую мощность, поэтому гарантируют больший выходной ток, что увеличивает КПД системы.

Каждый контроллер обязан соответствовать требованиям:
1,2P ≤ I×U, где P – общая мощность панелей; I – ток на выходе контроллера; U – напряжение на выходе под нагрузкой.

Разбор конкретной схемы

В качестве примера рассмотрим гибридный источник для питания аварийного освещения или системы охранной сигнализации дома, которая должна работать круглосуточно.

Питание на основе солнечной панели в дневное время позволяет не только значительно сократить потребление электроэнергии от сети, но и обезопасить оборудование от веерных отключений.

В темное время суток схема переходит на питание от сети 220в. Резервным источником питания является аккумуляторная батарея (АКБ) на 12 в, 4.5 А/ч. Такая система будет работать эффективно в любую погоду.

Схема простого контроллера

Цоколевка транзистора.

Фоторезистор LDR управляет транзисторами T1 и T2. На рисунке слева приводится цоколевка транзисторов, где Е (1) – эмиттер, С (2) – коллектор, В (3) – база.

В светлое время суток фоторезистор освещен и транзисторы закрыты. Поэтому питание 12 вольт подается на АКБ от панели (Solar pаnеl) через диод D2.

Он же препятствует разряду аккумулятора через панель. При хорошем освещении панель мощностью 15 Вт обеспечивает ток в 1 А.

Когда батарея полностью зарядится до 11,6 в, стабилитрон ZD пробивается и зажигается светодиод красного цвета (LED Red). При уменьшении напряжения на клеммах аккумулятора до 11в, светодиод гаснет. Это значит, что аккумулятор нуждается в зарядке. Резисторы R1, R3 ограничивают ток стабилитрона и светодиода.

В темное время суток сопротивление фоторезистора LDR уменьшается, включаются транзисторы T1, T2 . АКБ заряжается через блок питания. Зарядный ток от сети 220в через трансформатор, диодный мост D3 — D6, резистор R4, транзистор T2 и диод D1 поступает на аккумулятор. Конденсатор C2 сглаживает пульсации сетевого напряжения.

Порог освещенности, при которой срабатывает фотодатчик LDR, настраивается с помощью переменного резистора VR1.

Советы по установке солнечных батарей

  1. Устанавливать батареи лучше в наиболее освещенных местах и как можно выше, чтобы получить максимальную отдачу.
  2. Лицевая сторона должна быть направлена на юг, отклонение не должно превышать 20 градусов.
  3. Угол возвышения над горизонтом должен быть равен географической широте места установки. Самые совершенные системы оснащаются электроприводом, который меняет угол в зависимости от положения солнца.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Контроллер для ветрогенератора своими руками

Сама схема работает так.Генератор ветряка подключается к контроллеру. От контроллера идут провода к аккумулятору. Туда же подключается и нагрузка. Если напряжение на аккумуляторе падает ниже 11.9 В, контроллер подключает генератор к аккумулятору, и последний начинает заряжаться. Если напряжение аккумулятора достигает 14 В, контроллер подключает к нему дополнительную нагрузку.

Оба пороговых напряжения, 11.9 В и 14 В, можно изменять подстроечными резисторами. Интересуясь в Интернете, какими же должны быть эти пороги для свинцовых аккумуляторов, я обнаружил некоторые расхождения у различных авторов. Для своей схемы я взял усредненные значения.

При напряжении аккумулятора между 11.9 В и 14 В, контроллер может переключать систему между зарядом и отдачей тока в нагрузку. Пара кнопок позволяет мне делать эти переключения в любое время, независимо от контроллера. Очень удобно при наладке устройства.

Желтый светодиод зажигается во время зарядки аккумулятора. Когда аккумулятор заряжен, и избыточная мощность отводится в дополнительную нагрузку, загорается зеленый светодиод. Таким образом, я имею минимальную обратную связь, позволяющую понять, что происходит в системе. Кроме того, с помощью мультиметра я могу измерять напряжения в любых точках. Все это не очень удобно.

Как только у меня дойдут руки до того, чтобы упаковать конструкцию в подходящий корпус, я непременно добавлю вольтметр и амперметр, возможно, от автомобильного приборного щитка.

Я использовал свою собранную на листе фанеры схему, что бы с помощью внешнего источника питания имитировать различные режимы заряда и разряда аккумулятора, и настроить контроллер. Устанавливая напряжение 11.9 В, а затем 14 В, я выставил подстроечными резисторами требуемые пороги. Сделать это следовало до отъезда, так как заниматься настройкой в поле никакой возможности у меня не было бы.

Доработка.Исследовав подробнее правила заряда свинцовых аккумуляторов, верхний порог я установил равным 14.8 В. Кроме того, от брата мне достались герметичные свинцовые аккумуляторы, которыми я и заменил обычные, использовавшиеся первоначально.

Важно ! —Я понял, что в первую очередь, надо подключать к контроллеру аккумулятор, и только потом ветрогенератор или солнечную батарею. Если генератор подключить первым, волны напряжения не будут сглаживаться аккумулятором, контроллер будет работать неправильно, реле хаотически переключаться, а броски напряжения, в конце концов, приведут к выходу из строя микросхем. Короче, всегда подключайте аккумуляторную батарею первой, а ветрогенератор вслед за ней. И наоборот, разбирая систему, убедитесь в первую очередь, что генератор отключен. Батарею отключайте последней.

Наконец, представлю вам принципиальную схему. Она лишь немного отличается от прототипа, ссылку на который я приводил выше. Как я говорил раньше, некоторые детали я заменил на те, которые уже были у меня, чтобы не тратиться на покупку новых. Советую вам поступать также. Совершенно не обязательно повторять схему один в один.

Перевод текстов на рисунке,Замечание: C3c и IC3d не используются.Заземлите их входы,а выходы оставьте свободными. Входы подключения ветряных турбин и солнечных батарей Battery Bank+ «+» аккумуляторной батареи Dummy Load+ «+» дополнительной нагрузки.

Battery Bank- «-» аккумуляторной батареи Dummy Load- «-» дополнительной нагрузки IC1 LM7808 +8V Voltage Regulator, IC1 LM7808 стабилизатор напряжения +8 В,IC2 LM1458 Dual operational amplifier IC2 LM1458

сдвоенный операционный усилитель,IC3 4001 Quad 2-input NOR Gate,IC3 CD4001 4 логических элемента «2И-НЕ»,Q1 IRF540 MOSFET,Q1 IRF540 MOSFET,D1-3 Blocking diodes rated for the maximum current each source could produce,D1…D3 блокировочные диоды, рассчитанные на максимальный ток подключаемых источников D4 1N4007,D4 1N4007. LED1 Yellow LED . LED1 желтый светодиод, LED2 Green LED, LED2 зеленый светодиод. F1 Fuse rated at total expected current all sources combined will produce. F1 предохранитель, рассчитанный на максимальный суммарный ток всех подключаемых источников. F2 1 Amp Fuse for controller electronics. F2 предохранитель 1 А в шине питания электроники контроллера. RLY1 40 Amp SPDT automotive relay . RLY1 автомобильное реле на коммутируемый ток 40 А . PB1-2 Momentary contact NO pushbuttons. PB1-2 кнопки без фиксации.

All resistors are % Watt 10%. Все резисторы ? Вт 10%. Test Point A should read 7.4V. Контрольная точка A. Напряжение в точке 7.4 В. Test Point B should read 5.95V. Контрольная точка B. Напряжение в точке 5.95 В

Наконец, проект завершен. До моего отъезда осталась всего неделя. Пролетела она быстро. Я разобрал турбину и тщательно упаковал все детали и инструменты, необходимые, чтобы собрать турбину после поездки через всю страну. Погрузив все в машину, я во второй раз поехал на свой участок в Аризоне, на этот раз с надеждой, что хоть какое-то электричество у меня там будет.

Контроллер заряда лития 1А

И снова устройство для самоделкиных.
Модуль позволяет заряжать Li-Ion аккумуляторы (как защищённые так и незащищённые) от порта USB посредством кабеля miniUSB.

Печатная плата — двусторонний стеклотекстолит с металлизацией, монтаж аккуратный.


Собрана зарядка на базе специализированного контроллера заряда TP4056.
Реальная схема.

Со стороны аккумулятора, устройство ничего не потребляет и его можно оставлять постоянно подключенным к аккумулятору. Защита от КЗ на выходе — есть (с ограничением тока 110мА). Защита от переполюсовки аккумулятора отсутствует.
Питание miniUSB продублировано пятаками на плате.


Работает устройство так:
При подключении питания без аккумулятора, загорается красный светодиод, а синий периодически помаргивает.
При подключении разряженного аккумулятора, красный светодиод гаснет и загорается синий — начинается процесс заряда. Пока напряжение на аккумуляторе меньше 2,9V, ток заряда ограничен величиной 90-100мА. С повышением напряжения выше 2.9V, ток заряда резко возрастает до 800мА с дальнейшим плавным повышением до номинала 1000мА.
При достижении напряжения 4,1V, ток заряда начинает плавно снижаться, в дальнейшем происходит стабилизация напряжения на уровне 4,2V и после уменьшения зарядного тока до 105мА светодиоды начинают периодически переключаться, показывая окончание заряда, при этом заряд всё равно продолжается с переключением на синий светодиод. Переключение идёт в соответствии с гистерезисом контроля напряжения аккумулятора.
Номинальный ток заряда задаётся резистором 1,2кОм. При необходимости, ток можно уменьшить увеличивая номинал резистора согласно спецификации контроллера.
R (кОм) — I (mA)
10 — 130
5 — 250
4 — 300
3 — 400
2 — 580
1.66 — 690
1.5 — 780
1.33 — 900
1.2 — 1000

Конечное напряжение заряда жёстко задано на уровне 4,2V — т.е. не всякий аккумулятор будет заряжен на 100%
Спецификация контроллера.
www.vitexic.com/data/TP4056Eng.pdf

Вывод: устройство простое и полезное для выполнения конкретной задачи.

Контроллер для солнечной панели 5Вт / 12В своими руками. Схема и описание

Некоторое время назад мне попалась интересная конструкция солнечного зарядного устройства для мобильного телефона. Однако у этого зарядного устройства было для меня несколько существенных недостатков.

Первым и самым большим недостатком было отсутствие аккумулятора. Поэтому заряжать телефон можно было только под прямыми солнечными лучами и только тем током, который на данный момент давала солнечная панель. Каждый может представить, сколько времени будет заряжаться такой мобильный телефон с аккумулятором на 1500 мАч.

Другим недостатком было использование линейного стабилизатора, хотя и с низкими потерями, но даже в этом случае это пустая трата столь ценной энергии. Поэтому я решил сконструировать солнечное зарядное устройство, которое не будет иметь перечисленных выше недостатков.

Я использовал солнечную панель мощностью 5 Вт / 12 В. Благодаря тому, что вся панель находится в алюминиевой раме, она очень прочная и в то же время в ней можно установить всю электронику, включая аккумулятор. В своей конструкции я применил не обслуживаемую гелиевую батарею на 12 В.

Всю схему можно разделить на две части: Первая часть обслуживает аккумулятор, то есть контролирует процесс его заряда и разряда. Вторая часть представляет собой преобразователь напряжения с КПД более 90% (R-785.0-1.0), который обеспечивает 5В / 1А для зарядки телефона. Это выходное напряжение доступно на USB-разъеме.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Благодаря этому решению можно накапливать энергию в аккумуляторе в течение солнечного дня, а затем использовать ее в любое время для зарядки телефона или другого устройства от 5В.

Описание работы контроллера солнечной панели

В настоящее время электроника способна управлять солнечными панелями мощностью до 5-20 Вт. Конечно, можно использовать более слабые солнечные панели, чем 5 Вт, но это уже неэффективно.

Идея заключалась в том, чтобы это зарядное устройство могло заряжать любой смартфон, который нужно заряжать каждые 2 дня. Следовательно, необходимо, чтобы солнечная панель могла заряжать свой аккумулятор 12 В / 2,3 Ач за два солнечных дня. Данная панель мощностью 5 Вт справится с этим без проблем.

Теперь к самому описанию схемы. Солнечная панель подключается плюсом и минусом к клеммам X1.1 и X1.2 соответственно. Аккумулятор подключается плюсом и минусом к клеммам X2.1 и X2.12 соответственно.

Итак, сначала давайте посмотрим на схему со стороны солнечной панели. С выходных клемм панели напряжение поступает на делитель напряжения, состоящий из резистора R2, подстроечного резистора R1 и резистора R3. Далее напряжение подается на управляющий вывод (опорного напряжения) TL431. Если напряжение ниже 2,5В, то в принципе ничего не происходит. Однако, как только напряжение достигает 2,5 В (после делителя напряжения), TL431 открывается и, таким образом, также открывает транзисторы Q1 и Q2.

Транзистор Q1 открывает нам транзистор Q3, который подает напряжение на разъем JP2. Разъем JP2 используется для подключения вентилятора в случае использования панели большой мощности (более 10 Вт).

При открытии транзистора Q2 происходит управляемое короткое замыкание солнечной панели. Это контролируемое короткое замыкание фактически стабилизирует напряжение солнечной панели до значения, подходящего для зарядки аккумулятора.

Если аккумулятор разряжен, то вся энергия от солнечной панели через диод D2 (1N5908) поступает в аккумулятор. Таким образом, обеспечиваются минимальные потери солнечной энергии.

В процессе зарядки аккумулятора его напряжение повышается, что также увеличивает напряжение на солнечной панели. В результате этого возникает управляемое короткое замыкание, и излишняя энергия выделяется на транзисторе Q2, установленного на радиаторе. Для более мощных панелей необходимо добавить принудительное охлаждение в виде вентилятора.

Вторая часть схемы уже использует энергию от аккумулятора или избыточную энергию от самой солнечной панели для питания подключенного устройства (телефона или чего-либо еще с напряжением 5 В).

Однако, поскольку нам необходимо обеспечить бережное обращение с энергией аккумулятора солнечной панели и защитить его от глубокого разряда, в схему контроллера добавлено реле K1, которое в состоянии простоя обеспечивает отключение инвертора и, следовательно, подключенного внешнего устройства.

Если нам нужно активировать питание подключенного устройства, мы просто нажимаем кнопку S1. В результате этого поступает напряжение на катушку реле, она замыкается через свой собственный контакт, а диоды D3, D4 (1N4148) и стабилитрон D5 (5,6В) начинают удерживать сам контакт.

Если затем мы хотим отключить нагрузку, то нажимаем кнопку S2, которая размыкает цепь питания реле и, таким образом, отключает нагрузку. В то же время стабилитрон D3 и диоды D4, D5 гарантируют, что, если напряжение батареи опуститься до значения около 9,5-10 В, стабилитрон D3 перестанет проводить и обесточит реле, тем самым защитив аккумулятор от глубокого разряда.

И последняя часть данного устройства — это источник стабилизированного напряжения, состоящий из микросхемы DA1. Здесь хочу отметить, что на принципиальной схеме нарисован классический линейный стабилизатор. Его можно использовать, но он должен быть с минимальными потерями и иметь достаточный теплоотвод.

Однако гораздо эффективнее использовать переключаемый стабилизатор, который имеет такую же распиновку выводов. Я использовал стабилизатор R-785.0-1.0 с выходным напряжением 5В и током 1А. Заявленный КПД данного стабилизатора составляет более 90%, что является оптимальным для нашего случая.

Перемычка JP1 используется вместе с мобильными телефонами. Ее необходимо установить, чтобы телефон определил подключение к зарядному устройству, а не к ПК. Если он посчитает, что подключен к компьютеру, то зарядка будет идти не максимальным током, а только наполовину, что удвоит время зарядки.

Все устройство собрано на односторонней печатной плате размером 100х50 мм.

Настройка контроллера

При аккуратном монтаже все должно заработать с первого включения, нужно только выставить максимальное напряжение АКБ с помощью резистора R1. Это нужно сделать с отключенным аккумулятором и в идеале от лабораторного источника питания, который подключается вместо солнечной панели.

В крайнем случае, конечно, можно использовать и саму солнечную панель, но тогда необходимо обеспечить максимальное ее освещение.

На блоке питания устанавливаем 15 В и ограничение по току 50 мА. Затем подключаем схему и вращаем подстроечный резистор R1 так, чтобы лабораторный блок питания начал нас ограничивать и его напряжение упало до 14В.

Таким образом, мы установили максимальное напряжение солнечной панели и после вычета падения напряжения на диоде D2 имеем напряжение 13,5-13,8 В на аккумуляторе.

Скачать рисунок печатной платы (176,5 KiB, скачано: 64)

Build a Solar Charge Controller — DIY

Фотогальваника, процесс производства электричества из солнечного света, становится все популярнее среди энтузиастов альтернативной энергетики. . . и по уважительным причинам. В эксплуатации фотоэлектрические панели абсолютно не загрязняют окружающую среду (чего, конечно, нельзя сказать об их производстве) и требуют минимального ухода. Более того, солнечные элементы неуклонно снижаются в цене и теперь во многих ситуациях могут конкурировать с другими альтернативами энергии.

Однако, как и в случае со многими из этих независимых систем выработки энергии, фотоэлектрическая установка требует некоторых средств хранения энергии.. . и самым популярным носителем сейчас является свинцово-кислотная батарея. В течение дня, когда много солнечного света, электричество, вырабатываемое фотоэлектрической панелью, вызывает химические изменения в элементах батареи. Затем ночью — и в другие непроизводительные часы — этот химический процесс можно обратить вспять, чтобы извлечь накопленную энергию из батареи.

Но зарядка свинцово-кислотного аккумулятора — непростая задача. Эти чувствительные электрические инструменты требуют особого ухода: между фотоэлектрическим генератором и аккумуляторной батареей должна быть гармоничная взаимосвязь, если система должна работать эффективно и обеспечивать долгие годы службы, на которую она способна.

Солнечный свет, как и ветер, не является постоянной силой. К счастью, это намного предсказуемее, чем ветер! Несмотря на сезонные изменения и погоду, мы получаем около шести часов продуктивного солнечного света каждый день. Из этих часов период с 10:00 до 14:00 предлагает пиковое солнечное излучение и большую часть доступной для фотоэлектрических систем энергии.

Поскольку зарядка происходит не более четверти дня, мы должны залить в ячейки как можно больше энергии.С другой стороны, мы также должны соблюдать требования к батарее, чтобы гарантировать, что она будет полностью заряжена и не будет повреждена.

Разряженный свинцово-кислотный аккумулятор легко выдерживает очень тяжелую начальную зарядку. . . но только сначала . По мере того, как аккумулятор проходит цикл заполнения и изменяется его химический состав, он приобретает совершенно другой набор зарядных характеристик. Когда от 70 до 80 процентов общей емкости будет помещено в элементы, нагнетаемое электричество начнет разлагать воду внутри батареи.. . разбивая его на элементарные компоненты водорода и кислорода.

Вы могли заметить этот эффект, не осознавая, что на самом деле происходит. Ситуацию часто называют «кипением» — это неправильное название, которое относится к просачиванию поднимающихся пузырьков газа. Процесс более правильно называть газообразованием . . . и если позволить продолжить, это может необратимо повредить клетки. Чтобы этого не произошло, ток обычно снижается сразу после начала выделения газа.При более низкой скорости (часто называемой зарядкой непрерывным потоком ) аккумулятор можно без опасности поднять до 100% емкости.

Контроллер

Очевидно, что если мы хотим согласовать наш цикл фотоэлектрического питания с схемой зарядки аккумулятора, нам придется довести элементы до точки выделения газа в течение четырехчасового периода с 10:00 до 14:00. Затем, в течение оставшейся части дня, можно подзарядить аккумулятор, чтобы поднять его до уровня выше 80 процентов.А простой контроллер может решить, когда уменьшить ток.

К счастью, батарея сама подает электрический сигнал при достижении точки выделения газа. Существует четко определенная взаимосвязь между состоянием заряда ячеек и их напряжением, как показано на рис. Для 12-вольтовой батареи выделение газа начинается с 12,6 вольт. . . и эта батарея будет полностью заряжена при напряжении 13,2 вольт. [ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: для более подробного анализа батарей и их характеристик, см. Руководство матери по аккумуляторным батареям.]

Таким образом, контроллер содержит электронный компаратор, который контролирует напряжение батареи и, в свою очередь, управляет реле. Когда напряжение низкое, компаратор оставляет реле в его нормально замкнутом положении, позволяя полностью отвести фотоэлектрический выход на батарею. . . но как только он достигает порога 12,6 вольт, реле размыкается и шунтирует заряд через токоограничивающий резистор. Это производит постоянный заряд, который достаточно низкий, чтобы работать бесконечно, не повреждая аккумулятор.

Чтобы предотвратить разряд аккумулятора через фотоэлектрическую панель в ночное время, в положительный вывод включен диод в последовательную цепь. Этот односторонний клапан также не позволяет контроллеру потреблять энергию от батареи. . . так что все потребности схемы исходят от фотоэлектрического генератора.

Строительство

Создание собственного контроллера заряда солнечной батареи — это относительно простой электронный проект, основанный на печатной плате. В статье «Создайте свои собственные печатные схемы» я обсуждал простую подготовку этих удобных цепей.Но при желании можно заказать готовый из Даноцинтов.

После того, как вы подготовили или приобрели печатную плату, просто вставьте компоненты в соответствующие отверстия, как показано на рисунке, и припаяйте их на месте, используя маломощный утюг. Убедитесь, что интегральная схема и полупроводники обращены в правильном направлении. Их легко обратить вспять, и это приведет к их быстрой гибели.

Чтобы помочь вам следить за ходом процесса зарядки, в контроллер встроен монитор.Индикаторные лампы LED 1 и 2 показывают, соответственно, когда цепь находится на полном токе и на слабой струйке. (Эта функция не является существенной для работы контроллера, но может быть полезной. Однако, если вы решите устранить ее — удалив резисторы R6 и 7 и лампы LED 1 и 2 — устройство все равно будет выполнять свою работу.)


Готовая печатная плата должна быть помещена в какой-либо водонепроницаемый корпус. Номер детали 270-224 Radio Shack отлично справляется со своей задачей.

Использование контроллера заряда солнечной батареи

Для установки регулятора заряда в фотоэлектрическую систему необходимо выполнить всего четыре подключения.Глядя на рисунок 4 в галерее изображений, вы можете увидеть, что отрицательный вывод является общим для всех компонентов, связывая отрицательные стороны от фотоэлектрической матрицы и от батареи. Две другие точки пайки подключаются к положительным выводам системы. Один идет на положительный вывод генератора, а другой — на стороне резистора схемы — подключается к положительному выводу батареи.

После установки контроллера необходимо настроить датчик напряжения так, чтобы он включал реле в нужное время.Самый простой способ сделать это — начать с несколько разряженной батареи и полностью повернуть VR1 по часовой стрелке, чтобы контакты реле замкнулись и полный ток шел на свинцово-кислотные элементы. По мере зарядки аккумулятора контролируйте напряжение на его выводах с помощью вольтметра. Когда уровень достигнет 12,6 В, поверните VR1 против часовой стрелки до размыкания реле. Это переводит систему на постоянную подзарядку.

Или, если у вас нет под рукой вольтметра, вы можете просто наблюдать за элементами, когда они заряжаются.Когда вы заметите пузырение ячеек, отрегулируйте VR1 до тех пор, пока это реле не откроется. Однако этот процесс немного сложен, потому что небольшое количество пузырей произойдет до того, как будет достигнута фактическая точка газообразования. Будьте осторожны, чтобы не спутать это естественное выделение газов с энергичным, непрерывным «кипением», которое вы действительно ищете.

К сожалению, напряжение зарядки аккумулятора зависит от его температуры. Чем холоднее клетки, тем выше напряжение, необходимое для химических изменений.В идеале контроллер подстраивается под это автоматически, но — чтобы этот проект был относительно простым — в нашем устройстве нет встроенного датчика температуры. Следовательно, вам иногда придется вручную настраивать точку активации контроллера, чтобы компенсировать температура. . . в соответствии с таблицей в галерее изображений.

Однако этот параметр не очень критичен, поскольку свинцово-кислотные элементы могут допускать определенную погрешность. Пока вы держите батарею в тепле и в укрытии (как вам и следовало бы), небольшие изменения температуры не потребуют регулировки.

Контроллер, который я описал здесь, легко справится с полной мощностью в пять ампер и может выполнять работу коммерческих устройств стоимостью 100 долларов и более! Как ни удивительно, вы можете построить его самостоятельно за несколько расслабляющих вечерних часов менее чем за 20 долларов. Установив устройство на место, вы можете быть уверены, что аккумулятор вашего фотоэлектрического генератора получает ток, необходимый для эффективной зарядки.

Почему не автоматическое регулирование?

Контроллеры заряда

для свинцово-кислотных аккумуляторов существуют примерно столько же, сколько и сами аккумуляторы.Например, многие люди наверняка знакомы с регуляторами напряжения, используемыми в электрических системах автомобилей. На самом деле, вы можете даже задаться вопросом, зачем вам нужно создавать специальный контроллер для ваших фотоэлектрических панелей. . . когда автомобильный регулятор на замену можно легко найти за несколько долларов.

Ответ заключается в том, что фотоэлектрические панели и автомобильные генераторы или генераторы — это совершенно разные вещи. . . и, соответственно, контроллеры, соответствующие этим двум типам систем, работают по очень разным принципам.Регулятор напряжения в вашем автомобиле управляет скоростью зарядки аккумулятора, контролируя напряжение (а не ток). Это достигается путем изменения тока, протекающего в обмотках возбуждения генератора. Затем ток поля создает магнитное поле в генераторе, а выходное напряжение устройства прямо пропорционально силе этого поля: чем сильнее магнитный поток, тем выше напряжение.

Когда зарядное напряжение начинает подниматься выше предела, установленного аккумулятором, регулятор снижает ток в обмотке возбуждения.Это снижает мощность устройства, а батарея и скорость заряда остаются неизменными.

С другой стороны, фотоэлементы

не имеют обмотки возбуждения, которая могла бы изменять зарядный ток. Следовательно, автомобильный регулятор будет бесполезен с фотоэлектрической панелью. Кроме того, в большинстве ветряных генераторов используется установка, очень похожая на автомобильный регулятор напряжения, поэтому описанный здесь фотоэлектрический контроллер должен использоваться исключительно с солнечными электрическими панелями. Это подходящий инструмент для правильной работы!

Список материалов

Деталь

RL1 (реле 12 В)

IC1 (LM339)

R1, R2 (33 кОм)

R3, R5, R6, R7 (470 Ом)

R4 (2.2 МОм)

R8 (1 кОм)

RS (5 Ом, два 10 Ом параллельно)

VR1 (50 кОм)

D1 (1N5400)

D2 (стабилитрон 6,2 В)

LED 1, LED 2 (лампа)

Q1 (MPS222A)


Первоначально опубликовано: март / апрель 1984 г.

Схема контроллера заряда 12 В от солнечной батареи

В этом контроллере заряда солнечной батареи с низким падением напряжения (LDO) используется простой дифференциальный усилитель и линейный регулятор MOSFET с каналом P серии — их совместимость кажется браком, заключенным на небесах.Выходное напряжение регулируется. Он в основном предназначен для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В.

Характеристики контроллера заряда от солнечных батарей

  • Мощность солнечной панели: 50 Вт (номинальное значение 4 А, 12 В) (напряжение холостого хода: от 18 до 20 В)
  • Диапазон выходного напряжения: от 7 до 14 В (регулируется) (не рекомендуется для приложений 6 В)
  • Макс.рассеиваемая мощность: 16 Вт (включая рассеиваемую мощность D3)
  • Типичное падение напряжения: 1,25 В при 4 А
  • Максимальный ток: 4 А (ограничение тока обеспечивается характеристиками солнечной панели)
  • Регулировка напряжения: 10 мВ (без нагрузки до полной нагрузки)
  • Разряд аккумулятора: 1 мА (китайцы контролируют разряд обычно при 5 мА)
  • светодиодных индикаторов:
    • КРАСНЫЙ: Активная солнечная панель
    • ЗЕЛЕНЫЙ: Серийный регулятор ограничивающий ток (полностью заряжен или доливается)
  • Защита от обратного хода аккумулятора: Управление отключается при случайном подключении аккумулятора назад

Схема цепи контроллера заряда от солнечной батареи 12 В

Спецификация

Падение напряжения

Входное напряжение превышает входное на 1.25В при максимальной зарядке — чем меньше, тем лучше. Низкое падение напряжения (LDO) — это крылатая фраза для всего, что ниже примерно 2 В. Это потенциально может быть уменьшено до уровня ниже 1 В, если сделать D3 выпрямителем Шоттки.

Ограничение тока

Ограничение тока обеспечивается солнечной панелью — это не общепризнанный факт, что солнечная панель имеет тенденцию быть устройством постоянного тока. По этой причине солнечная панель может выдержать короткое замыкание. Таким образом, управление не требует ограничения тока.

Плавающий заряд свинцово-кислотных аккумуляторов

Этот регулятор заряжает батарею при постоянном напряжении, а также поддерживает заряженную батарею (плавающий заряд). Спецификация напряжения плавающего заряда немного ниже, чем напряжение заряда, поэтому для согласования обоих напряжений компромисс достигается простым незначительным снижением напряжения — так работают ВСЕ автомобильные системы. Чтобы получить максимальный заряд аккумулятора 12 В, установите регулятор от 14 до 14,6 В. Автомобильные системы дополнительно снижают напряжение до 13–13.5 В для работы при высоких температурах, поскольку аккумулятор обычно находится в горячем моторном отсеке — аккумулятор имеет отрицательный тепловой коэффициент напряжения.

Регулировка напряжения

Чтобы установить напряжение, отсоедините аккумулятор и подключите к выходу нагрузочный резистор 1K. Резистор необходим для шунтирования потенциального тока утечки полевого МОП-транзистора, а также тока зеленого светодиода.

Работа цепи управления солнечным зарядом LDO

R4 и D1 образуют шунтирующее опорное напряжение стабилитрона 6 В.Q1 и Q2 составляют классический дифференциальный усилитель, который усиливает разницу между опорным напряжением и напряжением обратной связи от плеча потенциометра R6. Выходной сигнал снимается с коллектора Q1 и управляет затвором полевого МОП-транзистора P-канала Q3. Коэффициент усиления дифференциального напряжения, вероятно, составляет от 100 до 200. Для достижения наилучших характеристик я выбрал Q1 и Q2 для согласованного hFE. Когда напряжение обратной связи увеличивается на плече R6, Q2 включается сильнее и отбирает часть эмиттерного тока от Q1.Коллекторный ток Q1 следует за током эмиттера и снижает напряжение на R1, тем самым уменьшая Vgs Q3 и выключая его. C2 обеспечивает частотную компенсацию для предотвращения колебаний усилителя.

Q3 находится в неактивном состоянии, если батарея не подключена в обратном направлении — в этом случае Q3 включается и снижает входное опорное напряжение до нуля, тем самым поворачивая Q1 и Q3 и предотвращая повреждение тока батареи.

D3 предотвращает появление напряжения батареи на неактивной солнечной панели.

Управление температурой

Это линейный последовательный стабилизатор, который рассеивает значительную мощность, когда проходной транзистор одновременно проводит ток и понижает напряжение — во время максимальной скорости заряда, когда падение напряжения низкое, радиатор нагревается — когда батарея полностью заряжена, а напряжение низкое. ток заряда, радиатор холодный — но когда батарея начинает заряжаться до максимального напряжения, радиатор становится очень горячим — такова природа линейного регулятора.При 4А Q3 падает 3,3 В (при условии, что напряжение солнечной панели составляет 18 В) (оставшиеся 0,7 В — это падение напряжения D3. P = 4 А * 3,3 В = 13,2 Вт. Радиатор рассчитан на 3,9 ° C / Вт, поэтому температура радиатора подъем = 13,2 Вт * 3,9 ° C / Вт = 51,5 ° C. Добавление температуры окружающей среды 25 ° C приводит к температуре радиатора 76,5 ° C.Хотя это может показаться очень ГОРЯЧИМ на ощупь, но все же холодным для транзистора, который рассчитан на температуру перехода 175 ° C.

Для будущего

Версия с напряжением 6 В — хотя этот регулятор может быть понижен до 7 В для зарядки аккумуляторов с напряжением 6 В, производительность невысока, но будет работать при пониженном токе.Версия на 6В находится на чертежной доске.

Фото

Perf board — извините, на момент публикации нет изображения печатной платы.

Контроллеры

Контроллер заряда находится между солнечными панелями и аккумуляторной батареей. Его основная функция — предотвратить перезарядку батарей солнечными панелями. Алгоритм или стратегия управления контроллером заряда определяет эффективность зарядки аккумулятора и использования солнечных панелей, что в конечном итоге влияет на способность системы удовлетворять требования нагрузки и давать вам энергию, когда она вам нужна.

Дополнительные функции, такие как температурная компенсация и выравнивание, могут улучшить способность контроллера заряда поддерживать работоспособность, максимизировать емкость и продлевать срок службы батарей.

Современные контроллеры заряда бывают двух основных типов: PWM (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание точки максимальной мощности). По аналогии с автомобилем, контроллер заряда PWM будет похож на трехступенчатую механическую коробку передач, а контроллер MPPT — на автоматическую коробку передач. Контроллеры заряда типа MPPT автоматически определяют напряжение, при котором панели вырабатывают энергию наиболее эффективно.

PWM (широтно-импульсная модуляция)
Контроллеры заряда типа PWM — самые простые и обычно самые дешевые. ШИМ-контроллеры работают путем регулирования импульсного прямого подключения солнечной батареи к батарее. По мере того, как аккумуляторная батарея приближается к полной зарядке, длина импульсов подключения уменьшается, чтобы постепенно уменьшаться зарядный ток от солнечной батареи. На батарее 12 В контроллеры заряда ШИМ могут использоваться только с солнечной батареей, которая имеет напряжение холостого хода 28.0 В или меньше. Это исключает большие жилые панели на 60 или 72 ячейки.

В системах с несколькими солнечными панелями разного напряжения (например, 32-элементные панели, смешанные с 36-элементными или 40-элементными панелями), контроллеры заряда PWM предпочтительнее контроллеров MPPT, поскольку их алгоритмы работы менее требовательны.

Наши самые популярные контроллеры заряда PWM:
Victron BlueSolar PWM-Light 12 / 24V-10A
Bogart Engineering SC-2030
Victron BlueSolar PWM-Pro 12 / 24V-30A

MPPT (отслеживание точки максимальной мощности)
The Контроллеры заряда типа MPPT используют гораздо более эффективный метод подачи энергии от солнечной батареи к батарее.Вместо регулируемого прямого подключения контроллеры типа MPPT преобразуют оптимальный баланс тока и напряжения от солнечной батареи в то, что можно безопасно передать в аккумуляторную батарею. Это означает, что избыточное напряжение от солнечной батареи преобразуется в больший зарядный ток.

Например, с контроллером заряда PWM у вас может быть солнечная панель, работающая при 18,0 В и 5,0 А, подавая 5,0 А в аккумуляторную батарею. Если ваш аккумулятор составляет 13,0 В, вы получаете только 65 Вт (13.0 В x 5,0 А = 65 Вт) с панели. С контроллером заряда MPPT на той же панели вы сможете использовать это дополнительное напряжение (18,0 В — 13,0 В = 5,0 В) и превратить его в больший ток. Ток зарядки будет около 6,9 А, а от панели вы получите 90 Вт.

Наши самые популярные контроллеры заряда MPPT включают:
Victron SmartSolar MPPT 75/15, 100/20, 100/30, 100/50, 150/70, 150/85, 150/100
Blue Sky Solar Boost 2512iX-HV, 3024iL

Конструкция системы контроллера заряда
При выборе системы контроллера заряда следует учитывать несколько факторов:

Цена и производительность — Контроллеры заряда MPPT будут стоить дороже, но они также дадут вам больше мощности.Использование контроллера типа MPPT похоже на наличие дополнительных панелей в вашем массиве. Если пространство на крыше в дефиците, что обычно бывает с домом на колесах, контроллеры MPPT помогут вам максимально использовать то, что у вас есть.

Напряжение массива / Напряжение блока батарей — Чтобы зарядить блок батарей, напряжение солнечной батареи должно быть немного выше, чем напряжение блока батарей. Этот перепад потенциала (давления) заставляет электроны течь от панелей к батареям. Без этого дифференциала батареи не будут заряжаться.Обычно солнечная батарея работает при напряжении около 18,0 В, а аккумуляторная батарея — от 11,0 В до 14,6 В.

Пределы напряжения — Контроллеры заряда ШИМ-типа в аккумуляторных системах на 12 В обычно имеют предел напряжения массива разомкнутой цепи 24 В. Другие контроллеры MPPT имеют пределы напряжения до 150 В, а в некоторых случаях даже выше. Чтобы избежать повреждения вашего контроллера заряда, убедитесь, что Voc (напряжение разомкнутой цепи) для каждой панели не превышает предел вашего контроллера заряда. Voc обычно печатается на этикетке на обратной стороне солнечной панели.

Пределы тока — Контроллеры заряда рассчитаны на их выходной ток (от контроллера к батарее). Пока ваши панели подключены параллельно (а они должны быть для RV), вы можете определить максимальный выходной ток, суммируя рабочий ток или Impp (текущая точка максимальной мощности) для каждой панели. Impp обычно печатается на этикетке панели.

Несколько контроллеров заряда — Если ваш желаемый солнечный массив имеет зарядный ток, превышающий текущий номинальный ток вашего предпочтительного контроллера заряда, вы можете использовать несколько контроллеров заряда.Эти контроллеры заряда должны быть подключены параллельно друг другу через аккумуляторную батарею. Blue Sky IPN-ProRemote может контролировать до восьми контроллеров заряда в одной системе.

Настройка контроллера заряда
Чтобы поддерживать работоспособность батареи, важно запрограммировать контроллер заряда с правильными параметрами системы, такими как максимальное напряжение, общая емкость батареи в Ач (если применимо) и т. Д. Все установленные системы AM Solar откалиброваны для оптимальной производительности и эффективности, основанные на многолетнем опыте работы с различными типами батарей в реальных условиях эксплуатации.

Аксессуары для контроллера заряда
Чтобы получить максимальную отдачу от вашей системы, может быть важно включить датчики и мониторы температуры батареи.

Датчики температуры батареи (Не требуется для литиевых батарей) — Чтобы максимально использовать потенциал батареи свинцово-кислотных батарей без кипения электролита, вам нужно, чтобы контроллер заряда мог компенсировать температуру батареи.

Мониторы — С помощью системы мониторинга контроллера заряда вы сможете видеть ключевые детали системы, такие как ток зарядки, уровень заряда аккумулятора, напряжение аккумулятора и т. Д.Усовершенствованные системы мониторинга, такие как Blue Sky IPN Pro, позволяют вам устанавливать и контролировать различные параметры вашей системы, что в дальнейшем поможет вам поддерживать более здоровые батареи, тем самым увеличивая их срок службы.

<ПРЕДЫДУЩИЙ | СЛЕДУЮЩИЙ>

Лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей (2021 г.) для переоборудования жилых автофургонов и самодельных автофургонов

Солнечные панели не могут заряжать аккумулятор напрямую. Чтобы преобразовать хаотическую энергию солнца в энергию, полезную для ваших батарей, вам необходимо использовать контроллер солнечного заряда .

Большинство солнечных панелей с напряжением 12 вольт вырабатывают около 16-20 вольт под прямыми солнечными лучами. Батареи привередливы, и если они получают слишком высокое напряжение, они получают напряжение и повреждаются.

Контроллер заряда солнечной батареи регулирует это. Контроллеры заряда также могут отслеживать примерно, сколько энергии в настоящее время находится в аккумуляторе, для интеллектуальных циклов зарядки.

@zenvanz

Зачем вам нужен контроллер заряда от солнечных батарей?

  • Позволяет солнечным панелям заряжать аккумуляторный блок
  • Производит безопасное количество энергии для защиты ваших аккумуляторов
  • Отслеживает, сколько энергии находится в аккумуляторном блоке

Типы контроллеров заряда

Существует два типа контроллеров заряда солнечных батарей: Standard (PWM) и MPPT .

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ): ШИМ-технология проста и десятилетиями использовалась в установках солнечных систем. Эта установка дешевле, и у нее меньше внутренних частей, которые могут сломаться.

Когда солнечная панель вырабатывает 18 В электричества, контроллер заряда должен преобразовать это напряжение в безопасные 13,8 В, здоровые для аккумуляторов. Стандартные контроллеры заряда эффективно сбрасывают любое напряжение выше 13,8 В, поэтому вы теряете часть произведенной энергии.

Примечание: Если вы когда-нибудь сталкивались с недорогим контроллером заряда, который говорит что-то вроде «имитация MPPT», то это всего лишь замаскированный ШИМ.Невозможно удешевить внутреннюю электронику.

Отслеживание максимальной точки мощности (MPPT): Контроллер заряда солнечной батареи MPPT является более сложным. Он изменяет входное напряжение с солнечных панелей в соответствии с выходным напряжением, необходимым для ваших батарей, без необходимости выбрасывать много энергии.

Например, если ваши панели вырабатывают 18 В при 6 А, контроллер заряда отрегулирует это, снизив напряжение до 13,8 и , увеличив напряжение примерно до 7.Ваши батареи получают максимально доступную мощность от увеличения таким образом ампер.

Поскольку контроллеры MPPT могут принимать более высокое входное напряжение, они предлагают дополнительные преимущества при соединении нескольких панелей вместе

Как подключить солнечные панели к контроллеру заряда

Есть два способа соединить солнечные панели вместе: серии и параллельно .

Подключите солнечные панели параллельно, если у вас есть ШИМ-контроллер ; таким образом вы получите больше ампер.Имейте в виду, что панели, подключенные параллельно, нуждаются в сумматорах, предохранителях и проводах большего размера. Все это требует больше денег и времени для установки.

Подключите солнечные панели последовательно, если у вас есть контроллер MPPT . Это приводит к более высокому входному напряжению и позволяет контроллеру заряда найти наиболее эффективный способ распределения мощности. Никаких предохранителей, сумматоров или проводов увеличенного диаметра не требуется.

Есть еще много случаев, когда ШИМ-контроллер более экономичен, чем MPPT-контроллер.Если вы получите панель на 120 Вт и зарядное устройство с ШИМ, это будет дешевле и будет производить больше энергии, чем панель на 100 Вт с MPPT. Обычно это верно только для солнечной энергии мощностью около 600 Вт и менее, что делает ее весьма актуальной для жителей фургонов, которым нужна только небольшая система.

Как выбрать размер контроллера заряда солнечной батареи:

Как правило, мы рекомендуем не менее 7,5 А на каждые 100 Вт солнечной энергии.

Это наша рекомендация, если у вас есть аккумуляторная батарея на 12 В. Покупка более крупного контроллера солнечного заряда не будет иметь никаких негативных последствий, кроме цены.И это позволит вам добавить больше панелей позже, если вашей настройки окажется недостаточно.

Например, если у вас панель на 300 Вт, вам понадобится контроллер заряда как минимум на 22,5 А. Нет никаких причин сокращать его, поэтому возьмите обычный контроллер заряда 30А. Этого достаточно, чтобы добавить еще 100 Вт, если вы обнаружите, что не получаете столько солнца, сколько ожидали позже.

Советы по установке контроллера заряда от солнечной батареи своими руками

Прежде всего, всегда подключайте солнечные панели в последнюю очередь.Вы же не хотите, чтобы ток течь в контроллер и никуда не уходил! Прочтите инструкции для вашего конкретного контроллера, но вот чего обычно ожидать:

  • Установите контроллер как можно ближе к батареям, оставив зазор для вентиляции. Это снижает текущие потери. Это также помогает с контроллерами, которые имеют внутренний датчик температуры, чтобы иметь точную оценку температуры батареи для правильной зарядки.
  • Не устанавливайте контроллер заряда над батареями.Вы не хотите, чтобы отходящие газы нарушали работу электроники контроллера.
  • Убедитесь, что предохранитель (+) провод рядом с батареей, чтобы короткое замыкание в системе не привело к возгоранию.
  • Если на контроллере заряда есть внешняя клемма заземления (заземления шасси), вам следует провести отдельный провод от нее непосредственно к шасси автомобиля. Этот предмет становится действительно сложным для понимания , поскольку транспортное средство отличается от большинства других типов электрических систем. Следуйте инструкциям по эксплуатации, в которых, скорее всего, сказано, что это нужно делать именно так.Основная причина этого заключается в том, что если есть внутренняя неисправность (сломанный бит внутри контроллера), то у электричества все еще есть обратный путь к батарее, чтобы правильно сработать предохранитель.

Что такое выходная нагрузка (LVD)?

Большинство контроллеров заряда имеют три набора клемм. Один комплект идет на аккумулятор. Один комплект идет на солнечные батареи. Это довольно понятно.

В третьем наборе обычно написано НАГРУЗКА или LVD. Этот выход предназначен для защиты аккумулятора, и на этот счет есть две точки зрения.Но сначала, куда идут эти провода?

Выход нагрузки предназначен для питания всей вашей небольшой электроники через контроллер заряда. Таким образом, у вас должен быть (+) провод к блоку предохранителей постоянного тока, который подключен к вашим светильникам, холодильнику, зарядным устройствам USB и т. Д. А провод (-) подключается к шине для обратных проводов всей этой электроники.

Если напряжение в батареях упадет ниже определенного напряжения, контроллер заряда отключит питание блока предохранителей, чтобы защитить батареи от дальнейшего разряда.

Некоторые интеллектуальные контроллеры заряда регулируют это отключение напряжения, если ваши батареи не заряжаются полностью ежедневно. Так выглядит проводка к клеммам нагрузки (предохранители опущены):

Мы не считаем преимущества этой функции настолько полезными. Вместо этого вы можете подключить блок предохранителей непосредственно к батареям, как показано ниже (предохранители опущены):

Оба способа так же безопасны и просты в подключении, так что вы можете делать это как хотите. Вот почему нам больше нравится без клемм нагрузки:

  • Нагрузочные клеммы контроллера заряда работают только с маломощными устройствами.Вы не сможете запустить через них инвертор. Таким образом, у вас обычно есть вещи, которые могут разряжать аккумулятор, даже если контроллер заряда их отключает, что делает отключение аккумулятора менее эффективным.
  • Отключение питания некоторых предметов неудобно. Раньше мы использовали клеммы нагрузки, и выключение света во время приготовления ужина вызывает тревогу и раздражает. Поскольку отсечка установлена ​​на уровне заряда батареи 50%, мы бы предпочли разрядить батареи до 45% и получить дополнительную мощность на следующий день, чтобы компенсировать это.К тому же странно, что холодильник не работает, когда он должен быть.
  • Вы всегда будете рядом со своей солнечной системой, поэтому простой дисплей напряжения в фургоне позволит вам самостоятельно контролировать заряд батареи и регулировать потребление электроэнергии. Это дает вам немного больше заряда, и вы часто можете предсказать и отрегулировать задолго до отключения батареи.
  • Более крупная электроника, такая как инверторы и холодильники, обычно имеет собственное отключение малой мощности, когда батареи становятся действительно низкими, так что вы вряд ли убьете их, не используя клеммы нагрузки контроллера заряда.

Что такое жилой дом, готовый к солнечной батарее?

Многие продавцы домов на колесах утверждают, что их автодома «готовы к солнечной энергии». Это может означать любое количество вещей, чаще всего:

  • Провода подключаются непосредственно к батарейному блоку. Контроллер заряда может не входить.
  • Небольшой порт на 10 А, подключенный к контроллеру заряда солнечной батареи на 10 А.

В любом случае солнечные панели в комплект не входят, а контроллер заряда слишком мал или отсутствует. Готовые к использованию солнечные батареи дома на колесах не стоят дополнительных затрат.Если вы хотите сделать много доков в автономном режиме, вам следует приобрести комплект солнечных панелей для дома на колесах с контроллером заряда подходящего размера.

Лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей

Есть ряд уважаемых брендов, которые производят как солнечные панели, так и контроллеры заряда. Если вы покупаете комплект солнечных батарей, они часто идут в комплекте с контроллерами заряда, которые уже совместимы.

Некоторые из наших любимых брендов контроллеров заряда: Renogy , Victron , WindyNation , HQST ​​, GoPower! и ДОПОЛНИТЕЛЬНО .

Продолжить чтение:

DIY Контроллер заряда от солнечных батарей

Детали
Категория: электроника и электроника своими рукамиanddiy
Опубликовано: 11 июня 2012 г. 11 июня 2012 г.

Создайте контроллер заряда солнечной батареи из нескольких простых компонентов.

Контроллер заряда от солнечных батарей

У меня уже несколько лет есть небольшая солнечная панель мощностью 5 Вт, 12 В. Когда я жил в квартире, от этого было мало толку, но когда я переехал в дом, я начал думать о его практическом использовании. Освещение внешней хижины для хранения вещей показалось мне хорошим вариантом использования панели, поэтому я решил собрать электронику вокруг этой маленькой «Солнечной системы».Как и в нескольких других проектах на этом веб-сайте, мне нравится повторное использование того, что у меня уже есть, а не поиск «идеального» компонента. Хотя такой подход не часто приводит к оптимальному дизайну, я считаю, что одним из преимуществ использования электроники в качестве хобби является то, что вам не нужно беспокоиться об оптимальном дизайне по лучшей цене. В итоге я снова использовал свинцово-кислотную батарею на 6 Ач для этой системы; не то чтобы это был лучший выбор для проекта, но то, что он был легко доступен.Из двух выбранных таким образом основных компонентов проекта (аккумулятор и солнечная панель) я начал думать о контроллере заряда аккумулятора.

Зачем нужен контроллер заряда?

Практическое правило выглядит следующим образом: если вы поддерживаете зарядный ток ниже 3% от емкости аккумулятора, то можно безопасно заряжать аккумулятор без контроллера. Так, например, аккумулятор на 6 Ач можно безопасно заряжать током до 6 х 0,03 = 180 мА. Моя панель 5 Вт может выдавать до 325 мА в соответствии со спецификацией, поэтому очевидно, что нужен какой-то контроллер.Другими словами, нам нужно «отвлечь» до 145 мА (325–180) от аккумулятора на другую нагрузку в условиях пиковой зарядки. Схема на рисунке 1 решает эту задачу.

Рисунок 1 — Принципиальная схема

Основным компонентом является «шунтирующий» регулятор TL431. (Совет: если у вас есть старая коммутационная плата питания ПК, вы, скорее всего, найдете внутри один или два TL431, которые можно «спасти» для этой цели). Как показано на внутренней блок-схеме, эта ИС имеет довольно точные 2.Внутреннее опорное напряжение 5 В, которое сравнивается с внешним напряжением. Когда напряжение на входном выводе REF превышает 2,5 В, выходной NPN-транзистор включается, а силовой транзистор T1 также включается, таким образом «отклоняя» часть выходного тока панели на светодиоды. R1 и R2 сконструированы таким образом, что это происходит, когда напряжение батареи превышает 14,2 В. Я решил не включать сюда триммер из соображений надежности. Обрезные горшки могут открываться со временем, и в этом случае ящик подвержен некоторым значительным колебаниям температуры.Если требуется регулировка для установки точного напряжения заряда аккумулятора, желательно добавить резистор параллельно с R1 или R2. Этот тип контроллера заряда известен как «шунтирующий» регулятор, потому что панель «шунтируется», когда напряжение батареи превышает определенный порог. «Шунт» в этом случае представляет собой набор из 10 параллельно включенных светодиодов, каждый из которых потребляет 15 мА, что в сумме составляет 150 мА (таким образом, мы удовлетворяем нашим первоначальным минимальным требованиям в 145 мА, как рассчитано выше). Вместо этого вы можете использовать силовой резистор соответствующей номинальной мощности.Тем не менее, я хотел использовать избыточную мощность от панели для некоторого полезного использования, и поэтому я выбрал светодиоды. Это белые светодиоды высокой яркости 20 мА, работающие при токе 15 мА. Я выбрал ток ниже номинального, чтобы продлить срок службы схемы. Последовательный ограничительный резистор рассчитывается следующим образом: R = (14 — 2 — VCEsat) / 15e-3 = 753 -> 820 Ом. T1 должен иметь небольшой радиатор для повышения надежности. Хотя большую часть времени он работает в режиме насыщения, при нормальных условиях эксплуатации он все равно немного нагревается.D1 — это диод Шоттки с низким падением напряжения, который предотвращает разряд аккумулятора через панель в ночное время. Fuse F1 защищает от мистера Мерфи и его законов.

Вы заметите, что светодиоды будут немного проводить, даже если есть солнечный свет. Это связано с тем, что TL431 не является идеальным компаратором, как следует из диаграммы, и пропускает некоторый ток через базу T1, даже когда VREF немного меньше 2,5 В. Этот небольшой базовый ток усиливается T1 и зажигает светодиоды. Это нормальная работа для данной схемы.Когда напряжение VREF превышает 2,5 В (VBat> 14,2 В), базовый ток T1 резко возрастает и насыщает транзистор. На этом этапе ток светодиода достигает максимального значения около 15 мА, как рассчитано выше.

Схема работает в моем сарае уже несколько недель без каких-либо проблем. См. Фото ниже, на котором светодиоды горят во время зарядки.

Я следил за напряжением аккумулятора, чтобы убедиться, что он не перезаряжается, и кажется, что схема выполняет свою работу, для которой была предназначена.Я также слежу за светодиодами, так как меня немного беспокоит их долговременная надежность. Если некоторые из светодиодов выйдут из строя, я могу заменить их простым силовым резистором. В качестве напутствия я должен подчеркнуть, что это конструкция для очень маломощной солнечной установки. Хотя концепция может быть расширена для более крупных панелей (и батарей большей емкости), я бы порекомендовал более «консервативный» подход в этом случае, возможно, с двумя параллельными нагрузками, управляемыми транзисторами, для защиты от избыточности.Будьте в безопасности и наслаждайтесь бесплатной солнечной энергией!

Комментарии, вопросы, предложения? Вы можете связаться со мной по адресу: contact (at sign) paulorenato (dot) com

Карманный контроллер заряда

позволяет упростить портативные солнечные электрические системы своими руками

Контроллер заряда солнечной энергии Inti C14 обеспечивает одно из недостающих звеньев для небольших автономных солнечных установок и может быть ключом к большему количеству собственных систем.

Когда дело доходит до того, чтобы наши небольшие устройства оставались включенными, когда они отключены от сети, такие как смартфоны и другая портативная электроника, есть довольно много вариантов для небольших солнечных зарядных устройств и портативных аккумуляторных батарей, многие из которых доступны по цене и надежны.

Однако для зарядки чего-либо большего, чем планшет или небольшой ноутбук, вариантов на рынке становится все меньше, а цены, кажется, становятся намного выше, частично из-за добавления к некоторым системам инвертора (который преобразует постоянный ток аккумулятора к переменному току, необходимому для большинства бытовых приборов), а также к гораздо большей батарее, необходимой для питания этих устройств переменного тока. И хотя подключение стандартной вилки переменного тока к батарейному блоку удобно и является необходимой функцией в домашней солнечной системе, это не является обязательным требованием, если вы хотите обеспечить питание постоянного тока только для кемпинга или в составе комплекта аварийной готовности, и Самодельные аккумуляторные батареи можно построить за небольшую часть стоимости готовых решений.

Вот где приходит следующий гаджет. Он может сделать собственные портативные солнечные решения намного проще и доступнее, чем другие специализированные варианты, выступая в роли мозга между солнечными панелями и аккумуляторным блоком. Потерпите меня сейчас, потому что, хотя идея компактного контроллера солнечного заряда не так привлекательна, как изображение солнечных панелей, которые в него питаются, этот маленький «черный ящик» выглядит отличным самостоятельным солнечным компонентом начального уровня.

© Thornwave

Обладая функцией plug-and-play и способностью принимать пользовательские конфигурации зарядки, этот маленький гаджет предназначен для обеспечения эффективной солнечной зарядки множества собственных аккумуляторных батарей, от стандартных свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого цикла до различных литиево-химические батареи.Inti C14 утверждает, что является «самым умным и мощным контроллером заряда от солнечных батарей для своего размера», способным обрабатывать до 400 Вт на входе и на выходе до 30 В, и, хотя он прост в использовании, он также имеет достаточно функций, чтобы позволить пользователям чтобы немного поинтересоваться их солнечной зарядкой и настройкой аккумуляторов.

«Представляем Inti C14 — самый мощный и умный контроллер заряда от солнечных батарей для своего размера. Теперь вы можете стильно отправиться в поход, использовать холодильник постоянного тока, электрическое одеяло, заряжать свои мобильные устройства, включая ноутбуки, заряжать батареи фонарей, рации и питание. все, что предназначено для питания от автомобильной розетки постоянного тока.Inti может производить до 400 Вт энергии, что делает его идеальным практически для любого кемпинга, вне сети или в дальние страны »- Thornwave

Одно из сравнений, сделанных Разваном (Разом) Туриаком, создателем Inti C14, — это стоимость самодельной установки батарейного блока по сравнению с ведущим специализированным солнечным «генератором», в данном случае Goal Zero Yeti 1250. Сердцем Power Bank Yeti, который продается по цене около 1250 долларов, является герметичная свинцово-кислотная батарея на 12 В 100 Ач, тогда как самодельная версия, созданная Raz, которая также использует свинцово-кислотную батарею 100 Ач, может стоить лишь небольшую часть этой суммы. частично из-за отсутствия инвертора, а частично из-за использования обычной батареи глубокого разряда за 100 долларов.По словам Раза, отсутствие инвертора на самом деле не является потерей для такой домашней системы, как его, поскольку многие распространенные автономные устройства в любом случае предназначены для использования постоянного тока (например, его пример с холодильником постоянного тока), а приборы переменного тока с более высокое энергопотребление на самом деле нецелесообразно для работы в таких небольших системах.

Для системы, построенной Разом, он использовал 4 полугибкие солнечные панели мощностью 50 Вт, что делает портативную солнечную систему более легкой и меньшей, но, безусловно, можно использовать панели меньшей мощности (или даже одну панель) для выработки электроэнергии для заряжайте мобильные устройства и / или аккумуляторную батарею, если вам не нужно питать такой прибор, как холодильник.Такая гибкость конфигурации — еще одна причина, по которой создание собственной системы может быть более доступным вариантом, поскольку и солнечные панели, и аккумуляторная батарея могут иметь размер в соответствии с вашими конкретными потребностями в энергии.

Очевидно, что было бы несправедливо напрямую сравнивать собственные системы с аккумуляторными батареями, такими как Yeti, поскольку в специально разработанных банках питания есть множество функций, которые не будут включены в самодельную версию, но для тех, кто ищет Inti C14 — более доступный вариант, который может сыграть важную роль в обеспечении эффективности функции зарядки от солнечной батареи (или от сети).Во всяком случае, это не единственный портативный контроллер солнечного заряда на рынке, но он действительно выглядит хорошим вариантом для установки небольших (до 400 Вт) систем, которые должны быть портативными и простыми в настройке.

Вот практический взгляд на Inti C14 от YouTuber LDSreliance, который дает немного больше деталей:

Еще несколько интересных моментов:

  • Может работать с солнечной батареей мощностью до 400 Вт
  • Может работать от различных источников, от солнечных панелей до автоматического выхода постоянного тока до электросети через адаптер переменного тока
  • Совместим с «аккумуляторами любой химии» с напряжением до 30V
  • Может контролироваться и настраиваться через порт USB или через соединение Bluetooth
  • Может использоваться в качестве анализатора батареи / регистратора данных
  • Использует MPPT (отслеживание максимальной мощности) для эффективной зарядки от солнечной батареи
  • Для удобства оснащен стандартными разъемами MC4 подключения к солнечным батареям
  • Весит чуть больше полфунта

Inti C14 от Thornwave находится на стадии полнофункционального прототипа, и Raz обратился к Indiegogo для краудфандинга производства как минимум первых 1000 устройств и доведения прошивки и программного обеспечения до производственного качества к лету 2017 года.Сторонники кампании могут заполучить один из контроллеров заряда солнечной энергии за залог не менее 99 долларов (что составляет 44% от конечной розничной цены). Узнайте больше на Thornwave.

Контроллер заряда от солнечных батарей 10 А

Введение:
SCC2 — это контроллер заряда солнечной батареи, его функция — регулировать мощность, поступающую от фотоэлектрической панели в аккумуляторную батарею. Он отличается простой настройкой с одним потенциометром для регулировки напряжения поплавка, функцией выравнивания для периодической перезарядки и автоматической температурной компенсацией для лучшей зарядки в широком диапазоне температур.

Принципиальная электрическая схема со списком деталей:


Целью схемотехники было создание контроллера заряда с аналоговой простотой, высокой эффективностью и надежностью. Солнечная система средней мощности может быть построена с солнечной панелью 12 В до 10 А, SCC2 и аккумуляторной батареей. SCC2 работает со свинцово-кислотными, никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными батареями номиналом от менее одного до нескольких сотен ампер-часов. При соответствующем выборе компонентов SCC2 может работать при 6, 12, 24 В или других напряжениях.

Технические характеристики:

  • Максимальный ток солнечной панели: 10 А
  • Ток разряда батареи в ночное время: примерно 1 мА
  • Номинальное напряжение аккумулятора: 6 В, 12 В или 24 В.
  • Для получения дополнительной информации см. Полные спецификации SCC2.
Теория:
SCC2 действует как переключатель постоянного тока средней мощности между клеммами + фотоэлектрической панели и батареи. Диод D1 предотвращает обратный поток тока в ночное время от батареи обратно к фотоэлектрической панели.

Когда фотоэлектрическое напряжение достаточно высокое для зарядки аккумулятора, стабилитрон D2 проводит ток и включает транзистор Q2. Q2 включает питание остальной цепи. Схема отключается на ночь. IC2 обеспечивает стабилизированное напряжение 5 В для питания схем компаратора, а также опорное напряжение для компаратора IC1a.

Когда напряжение батареи ниже желаемого полного напряжения и требуется зарядка, компаратор IC1a включается и активирует Q1 и Q3, это позволяет солнечному зарядному току течь в батарею.Обратите внимание, что Q3 является МОП-транзистором с P-каналом, это позволяет подключить схему к общей земле для солнечной панели и аккумулятора. Контур солнечного тока изображен на схеме жирными линиями.

Когда аккумулятор достигает точки полного заряда, IC1a работает как генератор триггера Шмидта на основе компаратора, он выключает и включает солнечный ток. Переключение заставляет напряжение батареи колебаться на несколько десятков милливольт выше и ниже желаемой уставки. Операционный усилитель типа rail-to-rail необходим для правильной работы, операционные усилители типа 741 не будут работать в этой схеме.

Красный / зеленый светодиод зарядки / полной зарядки включается между выходом IC1a и IC1b. IC1b имеет инвертированную версию сигнала IC1a. Для работы в качестве двухпозиционного компаратора контакту 5 микросхемы IC1b требуется только приблизительная центральная точка, он подключен к изменяющемуся контакту 2 IC1a, поэтому для него не требуется еще одна схема опорного делителя.

Резисторы и термистор на входной стороне IC1a образуют резистивную мостовую схему, которая используется для сравнения напряжения батареи с опорным напряжением, поступающим от IC2 / R8 / R9.Потенциометр регулирует точку напряжения, вокруг которой цепь будет колебаться при полной зарядке. Резистор R7 добавляет положительную обратную связь к IC1a для характеристики триггера Шмидта, а C6 устанавливает максимальную частоту колебаний. Термистор обеспечивает тепловую компенсацию, когда температура понижается, уставка напряжения поплавка повышается.

Переключатель выравнивания, S1a, принудительно включает цепь для преднамеренной перезарядки. Переключатель S1b и R1 можно использовать для выбора другого диапазона напряжения холостого хода, вы можете поэкспериментировать с этим, используя разные значения R1, обычно R1 должно быть больше 1M.

Выравнивание:

  • Начните с заряженной батареи, подключите солнечную панель напрямую к батарее, пока напряжение батареи не достигнет или не превысит желаемое полное значение, это также означает, что панель способна заряжать батарею.
  • Во время измерения напряжения аккумулятора отрегулируйте VR1 по часовой стрелке, чтобы выровнять уставку напряжения холостого хода. Если светодиод загорится красным до того, как достигнет желаемого напряжения холостого хода, батарею необходимо будет зарядить некоторое время.
  • Когда аккумулятор полностью заряжен, он должен быть на постоянном напряжении, а индикатор должен показывать чередующиеся цвета.
  • Напряжение холостого хода должно быть установлено, когда плата и батарея имеют комнатную температуру. Типичные уставки 12 В составляют 13,8 В для гелевого элемента и 14,5 В для влажного элемента. Для 6 В разделите их на два, для 24 В умножьте на 2.
  • Следуйте рекомендациям производителя аккумулятора для получения наилучших настроек.
  • Отрегулируйте напряжение холостого хода после того, как аккумулятор полностью зарядится.
  • Напряжение холостого хода следует устанавливать, когда контур находится при комнатной температуре.
Использование:
Подключите солнечную панель к входным разъемам солнечной панели SCC2, подключите аккумулятор к выходным разъемам SCC2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *