ソーラーパネル電圧レギュレータ回路

投稿では、小さなソーラーパネルを使用して12V7AHバッテリーなどの小さなバッテリーを充電するための簡単なソーラーパネルレギュレーターコントローラー回路を自宅で構築する方法について詳しく説明しています

ソーラーパネルの使用

私たちは皆、ソーラーパネルとその機能についてよく知っています。これらの驚くべきデバイスの基本的な機能は、太陽エネルギーまたは太陽光を電気に変換することです。

基本的に、ソーラーパネルは個々の太陽電池の個別のセクションで構成されています。これらの各セルは、通常1.5〜3ボルト程度の小さな電力を生成できます。

パネル上のこれらのセルの多くは直列に配線されているため、ユニット全体で生成される有効電圧の合計は、使用可能な12ボルトまたは24ボルトの出力になります。

ユニットによって生成される電流は、パネルの表面に入射する太陽光のレベルに正比例します。ソーラーパネルから生成された電力は、通常、鉛蓄電池の充電に使用されます。

完全に充電された鉛蓄電池は、家の電気に電力を供給するために必要なAC主電源電圧を取得するためにインバーターとともに使用されます。理想的には、パネルが最適に機能するためには、太陽光線がパネルの表面に入射する必要があります。

ただし、太陽が静止することはないため、パネルは、効率的な速度で電気を生成するために、太陽の軌道を常に追跡または追跡する必要があります。

あなたが構築することに興味があるなら 自動デュアルトラッカーソーラーパネルシステム 私の以前の記事の1つを参照してください。ソーラートラッカーがないと、ソーラーパネルは約30％の効率でしか変換を行うことができません。

ソーラーパネルに関する実際の議論に戻ると、このデバイスは、太陽エネルギーを電気に変換することに関する限り、システムの心臓部と見なすことができますが、生成された電気は、先行するグリッドタイシステム。

なぜソーラーレギュレーターが必要なのですか

ソーラーパネルから取得される電圧は決して安定せず、太陽の位置と太陽光線の強度、そしてもちろんソーラーパネルへの入射の程度に応じて大幅に変化します。

この電圧が充電のためにバッテリーに供給されると、バッテリーに害を及ぼし、不必要に加熱する可能性があり、関連する電子機器はシステム全体に危険を及ぼす可能性があります。

ソーラーパネルからの電圧を調整するために、通常、電圧調整回路がソーラーパネル出力とバッテリー入力の間に使用されます。

この回路は、ソーラーパネルからの電圧が充電のためにバッテリーに必要な安全値を超えないようにします。

通常、ソーラーパネルから最適な結果を得るには、パネルからの最小電圧出力が必要なバッテリー充電電圧よりも高い必要があります。つまり、太陽光線が鋭くない、または最適でない悪条件の場合でも、ソーラーパネルは次のことができる必要があります。充電中のバッテリー電圧である可能性がある、たとえば12ボルトを超える電圧を生成します。

市場で入手可能な太陽電圧レギュレーターは、コストがかかりすぎて信頼性が低い可能性がありますが、通常の電子部品を使用して自宅でそのようなレギュレーターを作成することは、楽しいだけでなく非常に経済的です。

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回路図

注意 ：R4には重要性がないため、削除してください。あなたはそれをワイヤーリンクで置き換えることができます。

トラック側のPCB設計（R4、ダイオード、S1は含まれていません... R4は実際には重要ではなく、ジャンパー線に置き換えることができます。

使い方

提案されたソーラーパネル電圧レギュレータ回路を参照すると、ごく普通のコンポーネントを使用しながら、仕様で要求されているとおりにニーズを満たす設計がわかります。

独身者 IC LM 338 構成全体の中心になり、必要な電圧調整を片手で実装する責任があります。

示されているソーラーパネルレギュレータ回路は、IC338構成の標準モードに従ってフレーム化されています。

入力はICの表示された入力ポイントに与えられ、バッテリーの出力はICの出力で受け取られます。ポットまたはプリセットは、バッテリーの安全な値と見なされる可能性のある電圧レベルを正確に設定するために使用されます。

現在の制御された充電

このソーラーレギュレータコントローラ回路は、電流制御機能も提供します。これにより、バッテリは常に固定の所定の充電電流レートを受け取り、過駆動になることはありません。モジュールは、図の指示に従って配線できます。

示されている関連する位置は、素人でも簡単に配線できます。残りの機能はレギュレータ回路によって処理されます。バッテリーが完全に充電されたら、スイッチS1をインバーターモードに切り替える必要があります（メーターに表示されます）。

バッテリーの充電電流の計算

充電電流は、抵抗器Ｒ３の値を適切に選択することによって選択することができる。これは、次の式を解くことによって実行できます。0.6/ R3 = 1/10バッテリーAHプリセットVR1は、レギュレーターから必要な充電電圧を取得するように調整されます。

ICLM324を使用したソーラーレギュレーター

すべてのソーラーパネルシステムで、このシングル IC LM324 ベースの保証された効率的なレギュレータ回路は、自動車に通常見られる鉛蓄電池タイプのバッテリーの充電に対する省エネの答えを提供します。

他のさまざまな計画で使用するために目の前にあると考えられている太陽電池の価格を考慮しないと、ソーラーレギュレーター自体は10ドル未満です。

他の多くとは対照的に シャントレギュレータ バッテリーが完全に充電されると、抵抗を介して電流をリダイレクトします。この回路は、充電電源をバッテリーから切断し、かさばるシャント抵抗を不要にします。

回路のしくみ

バッテリー電圧が13.5ボルト（通常は12 Vバッテリーの開回路電圧）を下回るとすぐに、トランジスタQ1、Q2、およびQ3がオンになり、充電電流が意図したとおりにソーラーパネルを通過します。

アクティブな緑色のLEDは、バッテリーが充電中であることを示します。バッテリー端子電圧がソーラーパネルの開回路電圧に近づくと、オペアンプA1aはトランジスタQ1〜Q3をオフにします。

この状況は、バッテリー電圧が13.2 Vに低下する限りラッチされ、その後、バッテリー充電プロセスのトリガーが再び復元されます。

ソーラーパネルがない場合、バッテリー電圧が13.2Vから約11.4 Vに低下し続けると、完全に放電したバッテリーA1bの出力が0Vに切り替わり、付属のREDLEDが非安定マルチバイブレーターによって固定された速度で点滅します。 A1c。

この状況では、2ヘルツの速度で点滅します。オペアンプA1dは、11.4Vおよび13.2Vレベルでスイッチングしきい値を保持するために6Vのリファレンスを提供します。

提案されているLM324レギュレータ回路は、最大3アンペアの電流に対応するように設計されています。

より大きな電流で動作するには、Q2、Q3のベース電流を高くして、これらすべてのトランジスタが充電セッション全体で飽和を維持できるようにすることが不可欠な場合があります。

IC741を使用した太陽光発電レギュレータ

典型的なソーラーパネルの大部分は、約19Vのオフロードを提供します。これにより、12Vの鉛蓄電池を充電しながら、整流ダイオードで0.6Vの電圧降下を得ることができます。ダイオードは、夜間にバッテリー電流がソーラーパネルを介して移動するのを防ぎます。

充電電源が制御されていない場合、12Vバッテリーは1V5を超えるまで簡単に過充電される可能性があるため、バッテリーが過充電されない限り、この設定は優れています。

直列パスBJTを介して誘導される電圧降下は、通常、約1.2Vです。これは、ほぼすべてのソーラーパネルが効果的に動作するには高すぎるようです。

上記の両方の欠陥は、この単純なソーラーレギュレータ回路で効果的に除去されます。ここでは、ソーラーパネルからのエネルギーがリレーと整流ダイオードを介してバッテリーに供給されます。

回路のしくみ

バッテリ電圧が13.8Vに達すると、リレー接点がカチッと鳴り、2N3055トランジスタがバッテリを最適な14.2Vまでトリクル充電し始めます。

ほとんどの鉛蓄電池が13.6Vでガス発生を開始するという事実にもかかわらず、このフル充電電圧レベルは少し低く固定できます。このガス発生は、過充電電圧で大幅に増加します。

リレー接点は、バッテリー電圧が13.8Vを下回ると動作します。バッテリー電源は回路の操作に使用されません。

FETは定電流源のように機能します。