PWMソーラーバッテリー充電回路

このシンプルで強化された5VゼロドロップPWM太陽電池充電器回路は、携帯電話または携帯電話の電池を複数の番号ですばやく充電するために、任意のソーラーパネルと組み合わせて使用​​できます。基本的に、回路はリチウムイオンまたは鉛蓄電池に関係なく任意の電池を充電できます。これは5Vの範囲内にある可能性があります。

降圧コンバータにTL494を使用

この設計は、IC TL 494を使用したSMPSバックコンバータトポロジに基づいています（私はこのICの大ファンになりました）。おかげで 「テキサスインスツルメンツ」 この素晴らしいICを私たちに提供してくれて。

あなたは説明するこの投稿からこのチップについてもっと知りたいかもしれません ICTL494の完全なデータシート

回路図

5Vソーラー充電器回路はLM317やLM338などのリニアICを使用して簡単に構築できることがわかっています。これについて詳しくは、次の記事をご覧ください。

シンプルなソーラー充電器回路

シンプルな電流制御充電回路

しかし、これらの最大の欠点は リニアバッテリー充電器 は、身体またはケースの散逸による熱の放出であり、貴重な電力の浪費につながります。この問題のため、これらのICは負荷に対してゼロ降下電圧出力を生成できず、常に指定された出力より少なくとも3V高い入力を必要とします。

ここで説明する5V充電器の回路は、これらすべての煩わしさから完全に解放されています。提案された回路から効率的な動作がどのように達成されるかを学びましょう。

上記の5VPWM太陽電池充電器回路を参照すると、ICTL494はアプリケーション全体の中心を形成します。

このICは特殊なPWMプロセッサICであり、ここでは降圧コンバータ段を制御するために使用され、高入力電圧を優先される低レベル出力に変換します。

回路への入力は10〜40Vの範囲で、ソーラーパネルの理想的な範囲になります。

ICの主な機能は次のとおりです。

正確なPWM出力の生成

正確なPWMを生成するために、ICには、熱耐性を高めるバンドギャップの概念を使用して作成された正確な5Vリファレンスが含まれています。 ICのピン＃14で達成されるこの5Vリファレンスは、IC内に含まれ、PWM処理を担当するすべての重要なトリガーのベース電圧になります。

ICは、トーテムポール構成で交互に発振するように構成できる出力のペアで構成されているか、シングルエンドの発振出力のように一度に両方で構成できます。最初のオプションは、インバーターなどのプッシュプルタイプのアプリケーションに適しています。

ただし、本アプリケーションでは、シングルエンドの発振出力がより有利になり、これはICのピン＃13を接地することによって実現されます。あるいは、プッシュプル出力を実現するために、ピン＃13をピン＃14に接続することもできます。すでに前の記事。

ICの出力は、内部で非常に便利で興味深い設定になっています。出力は、IC内の2つのトランジスタを介して終端されます。これらのトランジスタは、それぞれピン9/10とピン8/11の間にオープンエミッタ/コレクタで配置されています。

正の出力を必要とするアプリケーションの場合、エミッタは出力として使用でき、ピン9/10から利用できます。このようなアプリケーションの場合、通常、NPN BJTまたはNmosfetは、ICのピン9/10の両端の正の周波数を受け入れるように外部で構成されます。

現在の設計では、PNPがIC出力で使用されるため、負のシンク電圧が正しい選択になります。したがって、ピン9/10の代わりに、ピン8/11をPNP / NPNハイブリッドステージで構成される出力ステージにリンクしました。これらの出力は、出力段に電力を供給し、高電流バックコンバータ構成を駆動するのに十分なシンク電流を提供します。

PWM制御

回路の重要な側面となるPWMの実装は、サンプルフィードバック信号を非反転入力ピン＃1を介してICの内部エラーアンプに供給することによって実現されます。

このPWM入力は、分圧器R8 / R9を介してバックコンバータからの出力に接続されていることがわかります。このフィードバックループは、必要なデータをICに入力して、ICが出力全体で制御されたPWMを生成できるようにします。出力電圧を一貫して5Vに保ちます。

他の出力電圧は、アプリケーションのニーズに応じてR8 / R9の値を変更するだけで固定できます。

電流制御

ICには、外部フィードバック信号に応答してPWMを制御するために内部に設定された2つのエラーアンプがあります。エラーアンプの1つは上記のように5V出力を制御するために使用され、2番目のエラーアンプは出力電流を制御するために使用されます。

R13は電流検出抵抗を形成し、その両端で発生した電位は2番目のエラーアンプの入力ピン＃16の1つに供給され、オペアンプのもう一方の入力に設定されたピン＃15のリファレンスによって比較されます。

提案された設計では、R1 / R2を介して10アンペアに設定されています。つまり、出力電流が10アンペアを超える傾向がある場合、ピン16は基準ピン15よりも高くなり、電流がに制限されるまで必要なPWM収縮を開始することが期待できます。指定されたレベル。

降圧電力変換器

デザインに示されているパワーステージは、ハイブリッドダーリントンペアトランジスタNTE153 / NTE331を使用した標準のパワーバックコンバータステージです。

このハイブリッドダーリントンステージは、ICのピン8/11からのPWM制御周波数に応答し、大電流インダクタと高速スイッチングダイオードNTE6013で構成されるバックコンバータステージを動作させます。

上記のステージは正確な5v出力を生成し、最小の消費と完全なゼロドロップ出力を保証します。

コイルまたはインダクターは、それぞれ直径1mmのスーパーエナメル銅線の3本の平行ストランドを使用して任意のフェライトコアに巻くことができます。提案された設計では、インダクタンス値は140uH近くになります。

したがって、この5V太陽電池充電器回路は、あらゆるタイプの太陽電池充電アプリケーションにとって理想的で非常に効率的な太陽電池充電器回路と見なすことができます。