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Circuit régulateur de charge solaire 12V

Ce contrôleur de charge basse tension (LDO) utilise un simple amplificateur différentiel et un contrôleur MOSFET à canal P en ligne – leur compatibilité ressemble à un mariage fait dans le ciel. La tension de sortie est réglable Elle est principalement destinée à charger des batteries au plomb 12V.

Spécifications du contrôleur de charge solaire

  • Puissance du panneau solaire: 50 W (4 A, 12 V) (tension en circuit ouvert: 18 à 20 V)
  • Plage de tension de sortie: 7 à 14 V (réglable) (non recommandé pour les applications 6 V)
  • Dissipation de puissance maximale: 16 W (comprend la dissipation de puissance D3)
  • Tension d’alimentation typique: 1,25 V @ 4A
  • Courant maximum: 4A (limitation de courant activée par les panneaux solaires)
  • Régulation de tension: 10mV (pas de charge à pleine charge)
  • Décharge de la batterie: 1mA (contrôleur de décharge chinois généralement 5mA)
  • Indicateurs LED:
    • ROUGE: Panneau solaire actif
    • VERT: Régulateur limiteur de courant (entièrement chargé ou rechargé)
  • Protection inversée de la batterie: la commande s’éteint si la batterie est reconnectée accidentellement

Schéma du circuit du contrôleur de charge solaire 12V

Schéma de contrôle de charge solaire 12V LDO

Projet de matériel

Tension de sortie

La tension d’entrée dépasse la tension d’entrée de 1,25 V lors de la charge à vitesse maximale – plus elle est basse, mieux c’est. La faible tension de décrochage (LDO) est la phrase clé pour toute personne en dessous de 2V. Cela pourrait potentiellement être réduit à moins de 1 V, ce qui ferait du D3 un redresseur écossais.

Limite actuelle

La limitation du courant est rendue possible par un panneau solaire – ce n’est pas un fait généralement admis qu’un panneau solaire a tendance à être un dispositif à courant constant. Pour cette raison, un panneau solaire peut résister à un court-circuit. Par conséquent, aucune limitation de courant n’est requise pour le contrôle.

Charge flottante d’acide de plomb

Cette commande charge la batterie avec une tension constante et maintient la batterie chargée (charge flottante). La spécification de la tension de charge flottante est légèrement inférieure à la tension de charge, donc un compromis est atteint pour ajuster les deux tensions par une simple légère réduction de tension – c’est ainsi que TOUS les systèmes automobiles fonctionnent. Pour une charge maximale dans une batterie 12V, réglez la commande sur 14 à 14,6V. Les systèmes automobiles réduisent encore la tension à 13 à 13,5 V pour permettre un fonctionnement à des températures élevées car la batterie est généralement située dans un compartiment moteur chaud – la batterie a un coefficient de tension thermique négatif.

Réglage de la tension

Pour régler la tension, déconnectez la batterie et connectez une fausse résistance 1K à la sortie. Une résistance est nécessaire pour activer le courant de fuite potentiel du MOSFET ainsi que le courant LED vert.

Fonctionnement du circuit de contrôle de charge solaire LDO

R4 et D1 forment la tension de référence 6V du zener. Q1 et Q2 forment un amplificateur différentiel classique qui amplifie la différence entre la tension de référence et la tension de retour du bras du potentiomètre R6. La sortie provient du collecteur Q1 et pilote le canal P du canal MOSFET Q3. La tension différentielle est probablement de l’ordre de 100 à 200. Pour de meilleures performances, j’ai choisi Q1 et Q2 pour le hFE correspondant. Lorsque la tension de rétroaction augmente sur le bras R6, Q2 s’allume plus fortement et vole une partie du courant de l’émetteur à l’écart de Q1. Le courant de collecteur Q1 suit le courant de l’émetteur et réduit moins de tension aux bornes de R1, réduisant ainsi Vgs Q3 et le désactivant. C2 fournit une compensation de fréquence pour empêcher l’amplificateur d’osciller.

Q3 est en mode veille si la batterie n’est pas connectée à l’envers – si cela se produit, Q3 s’allume et réduit la tension d’entrée à zéro, convertissant Q1 et Q3 et empêchant les dommages au courant de la batterie.

D3 empêche la tension de la batterie d’apparaître sur le panneau solaire inactif.

Contrôle thermique

Il s’agit d’un régulateur linéaire en série qui dissipe une puissance importante lorsque le transistor conduit le courant et la tension en même temps – avec un taux de charge maximal lorsque la chute de tension est faible, le dissipateur thermique chauffe – lorsque la batterie est complètement chargée et qu’il y a peu de charge, le dissipateur thermique est froid mais la batterie commence à se charger à la tension maximale, le refroidisseur fonctionne très chaud – telle est la nature d’un régulateur linéaire. À 4A Q3, il chute de 3,3 V (en supposant que la tension du panneau solaire est de 18 V) (le 0,7 V restant est la chute de tension D3. P = 4A * 3,3 V = 13,2 W. Le dissipateur thermique est évalué à 3,9 ° C / W, donc la température élévation du radiateur = 13,2 W * 3,9 ° C / W = 51,5 ° C.L’ajout d’une température ambiante de 25 ° C entraîne une température de réfrigérateur de 76,5 ° C. Bien que cela puisse sembler très chaud au toucher, il reste est frais selon le transistor qui est marqué pour une température de jonction de 175 ° C.

Pour l’avenir

Version 6V – bien que cette commande puisse être réglée sur 7V pour charger des batteries 6V, les performances sont marginales, mais fonctionneront à courant réduit. La version 6 V se trouve sur les planches à dessin.

La photographie

Perf plate – box, au moment de la publication ce n’est pas une œuvre d’art sur la plaque.

Photo du contrôle de charge solaire 12V LDO

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