100 Ah电池太阳能充电控制器

这一综合太阳能充电控制器的设计，有效充电一个大12v 100ah电池的效率最高。太阳能充电器在电池过充电，负载短路，或过电流条件下是非常可靠的。

这个100 Ah太阳能稳压器电路的关键元素显然是太阳能电池板和(12v)电池。这里的电池是一个能量存储单元。

低压直流灯之类的东西可以直接由电池驱动，而逆变器可将电池直接电压转换为240v交流电。

然而，所有这些应用程序通常不是本文所关注的主题把电池和太阳能板连接起来．把太阳能板直接连接到电池上充电似乎太诱人了，但这是不推荐的。一个合适的充电控制器对太阳能电池板的电池充电至关重要。

充电控制器的首要重要性是减少在阳光峰值时的充电电流，当太阳能电池板资源的电流高于所需的电池水平。

这一点很重要，因为用大电流充电可能会对电池造成严重伤害，而且肯定会降低电池的工作寿命。

没有收费控制器，危险过度充电电池通常是迫近的，因为太阳能板的输出电流直接由太阳的照射水平或入射阳光的数量决定。

基本上，你会发现两种控制充电电流的方法:通过系列监管机构或者并联调节器。

串联稳压器系统通常是在太阳能电池板和电池之间串联引入一个晶体管的形式。

并联调节器的形式是“分流”的监管机构与太阳能电池板和电池平行连接。的100啊调节器在这篇文章中解释的实际上是一个并联型太阳能调节器控制器。

a的主要特征并联调节器它不需要大量的电流，直到电池充满电。实际上，中国目前的消费量如此之少，以至于可以忽略不计。

一旦电池充满电，然而，多余的能量被耗散成热量。特别是在较大的太阳能电池板中，高温需要一个相对庞大的调节器结构。

连同它的真正目的，一个体面的充电控制器此外，在许多方面提供安全，与保护深放电的电池电子保险丝以及对电池或太阳能电池板的极性逆转可靠的安全。

简单地说，因为整个电路是由电池通过一个错误的极性保护二极管D1驱动的，太阳能充电稳压器继续正常工作，即使太阳能电池板没有供应电流。

该电路利用了未调节的电池电压(结D2 -R4)以及由齐纳二极管D5产生的极其精确的参考电压2.5 v。

由于充电稳压器本身性能良好，电流低于2毫安，电池几乎不负载在夜间，或每当天空多云。

通过使用功率mosfet类型的BUZ11、T2和T3，电路实现了最小的电流消耗，其开关依赖于电压，这使得它们在几乎为零的驱动功率下工作。

提出了100 Ah电池的太阳能充电控制监测电池电压和调节晶体管T1的传导水平。

电池电压越大，通过T1的电流越高。因此，R19附近的电压降变得更高。

通过R19的电压成为MOSFET T2的栅极开关电压，这导致MOSFET的开关更困难，降低其漏源极电阻。

由于这个太阳能电池板负载更重，这消耗过剩的电流通过R13和T2。

肖特基二极管D7保护电池从意外反转的太阳能电池板的+和-端子。

该二极管还在电池板电压低于电池电压的情况下停止从电池流入太阳能电池板的电流。

规管机构如何运作

100 Ah太阳能充电器稳压器的电路图如图所示。

该电路的主要元件是一对“重”mosfet和一个四倍运放IC。

该集成电路的功能可分为3部分:围绕IC1a构建的电压调节器，围绕IC1d配置的电池过放电控制器和电子器件短路保护有线IC1c左右。

IC1的工作原理类似于主要的控制元件，而T2则作为一个可调节的功率电阻。T2和R13的行为就像一个主动负载在太阳能电池板的输出。监管机构的职能相当简单。

电池电压的可变部分通过分压器R4-P1-R3施加到控制运算放大器IC1a的非反相输入端。如前所述，2.5 v参考电压加到运放的反相输入端。

太阳调节的工作过程是相当线性的。IC1a检查电池电压，一旦它达到充分充电，它开关T1, T2，引起分流的太阳能电压通过R13。

这确保了电池不超载或过度充电的太阳能电池板。IC1b和D3部分用于指示“电池充电”状态。

当电池电压达到13.1V，电池开始充电时，LED发光。

保护阶段是如何工作的

opamp IC1d被设置成像一个比较器来监控电池低并确保对深放电和MOSFET T3的保护。

首先，通过电阻分压器R8/R10将电池电压按比例降至标称值的1/4左右，然后与通过D5获得的23 V参考电压进行比较。比较由IC1c进行。

分压器电阻器的选择方式是，一旦电池电压下降到大约9 V以下，IC1d的输出就会下降。

MOSFET T3随后抑制和切断了跨越电池和负载的地面链接。由于R11反馈电阻产生的迟滞，比较器直到电池电压再次达到12v时才会改变状态。

电解电容器C2抑制深放电保护被激活的瞬间电压下降，由于，例如，一个巨大的负载的开关。

电路中的短路保护功能类似于电子保险丝。当意外发生短路时，它会切断电池的负载。

同样也通过T3实现，这显示了关键的双功能的MOSFET T13。不仅MOSFET工作作为一个短路断路器，它的漏源结额外发挥它的作用，就像一个计算电阻。

通过这个电阻产生的电压降按比例缩小为R12/R18，随后应用于比较器IC1c的逆变输入。

这里，同样，D5提供的精确电压被用作参考。只要短路保护保持不工作状态，IC1c就继续提供“高”逻辑输出。

这个动作阻止了D4的传导，因此IC1d的输出完全决定了T3门电位。在电阻分压器R14/R15的帮助下，栅极电压范围达到约4v到6v，使T3的漏源极结产生明显的电压降。

一旦负载电流达到最高水平，电压降就会迅速上升，直到足以切换IC1c。这现在导致它的输出变得逻辑低。

由于这个，现在二极管D4激活，允许T3门短路到地。由于这个，现在MOSFET关闭，停止电流流动。R/C网络R12/C3决定了电子熔断器的反应时间。

设定一个相对缓慢的反应时间，以避免由于偶然的瞬时负载电流的高电流上升而错误地启动电子熔断器操作。

LED D6，另外，作为1.6 V的参考，确保C3不能充电超过这个电压水平。

当短路被移除，负载从电池上分离时，C3通过LED逐渐放电(这可能需要7秒)。由于电子熔断器的设计具有合理的缓慢响应，并不意味着负载电流将被允许达到过高的水平。

在电子保险丝被激活之前，T3栅极电压会提示MOSFET将输出电流限制到通过预先设定的P2所确定的点。

为了确保没有灼伤或薯条，电路附加了一个标准的保险丝，F1，与电池串联，并提供保证，电路可能的故障不会引发立即的灾难。

作为一种终极防护盾，D2被包含在电路中。该二极管保护IC1a和IC1b输入防止损坏，由于意外反向电池连接。

选择太阳能电池板

决定一个最合适的太阳能电池板，自然，取决于电池Ah评级，你打算与工作。

太阳能充电调节器基本上是为太阳能电池板设计的中等输出电压15至18伏和10至40瓦。这些类型的面板通常成为适合的电池额定36至100 Ah。

然而，由于太阳能充电调节器被指定为提供10 A的最佳电流，太阳能电池板额定值为150瓦可以很好地应用。

太阳能充电器稳压电路也可应用于风车和其他电压源，只要输入电压在15 ~ 18v范围内。

大部分热量通过主动负载T2/R13散失。不用说，MOSFET应该通过散热器有效冷却，并且R13应该被充分地额定以承受极端高温。

R13瓦必须符合太阳能电池板的额定值。(极端)太阳能电池板时场景和21 V的空载输出电压,短路电流的10,在这种情况下T2和R13开始消散能力相当于电池和太阳能电池板之间的电压差(约7 V)乘以短路电流(10),或者干脆70瓦!

这可能发生在电池完全充满电的时候。大部分的功率通过R13释放，因为MOSFET提供了一个非常低的电阻。MOSFET电阻R13的值可以通过以下欧姆定律快速确定:

R13 = P x I²= 70x10²= 0.7欧姆

然而，这种极端的太阳能电池板输出可能看起来不寻常。在太阳能充电调节器的原型中，使用了由1Ω/10 W的四个并联附加电阻组成的0.25 Ω/40 W的电阻。T3所需冷却计算方法相同。

假设最大输出电流为10 A(相比之下漏源结上的电压降约为2.5 V)，则必须评估约27W的最大耗散。

为了保证T3即使在过高的背景温度(例如，50°C)下也能获得足够的冷却，散热器的热阻必须小于等于3.5 K/W。

部件T2、T3和D7布置在PCB的特定一侧，便于与单个通用散热片(带隔离组件)连接。

因此，这三种半导体的耗散必须包括在内，在这种情况下，我们希望散热片的热规格为1.5 K/W或更高。零件清单中描述的型号符合这个前提条件。

如何设置

值得庆幸的是，100 Ah电池太阳能调节器电路非常容易设置。然而，这项任务确实需要几个条件(监管)的电力供应．

其中一个被调整到14.1 V的输出电压，并连接到PCB上的电池引线(指定为“accu”)。第二电源必须有限流器。

这个电源被调整到太阳能电池板的开路电压(例如21v，在前面提到的条件)，并连接到铁锹端子指定的a“细胞”。

适当调整P1时，电压应降至14.1 V。请不要担心这个，因为目前的限制器和D7保证绝对不会坏!

为了有效地调整P2，您必须处理略高于输出时可能出现的最大负载的负载。如果您希望从这个设计中提取最大电流，请尝试选择10a的负载电流。

这可以通过使用1Ω x120w的负载电阻来实现，例如，10个10Ω/ 10w的电阻并联而成。P2预设在开始旋转到“最大值”(雨刷朝向R14)。

之后，负载被附加到PCB上指定“负载”的引线上。慢慢地、小心地对P2进行微调，直到达到T3刚刚关闭并切断负载的水平。移除负载电阻后，“负载”引线可以瞬间短路，以测试电子熔断器的功能是否正确。

PCB布局

零件清单

电阻:
R1 k = 1
R2 = 120 k
R3, R20 = 15 k
R4、R15 R19 = 82 k
R5 = 12 k
R6 k = 2.2
R7、R14、R18一下R21 = 100 k
R8, R9机型= 150 k
R10 = 47 k
R11 = 270 k
R12, R16 = 1米
R13 =参见文本
R17 = 10 k
P1 = 5k预置
P2 =预设50k
电容器:
C1 = 100 nf
C2 = 2.2uF/ 25V径向
C3 = 10uF/ 16V
半导体:
D1, D2, D4 = 1 n4148
d3136 = LED红色
D5 = lm336z - 2.5
D7 = BYV32-50
T1 = BC547
T2、T3 = BUZ11
IC1 = TL074
杂项:
F1 =保险丝10a (T)与PCB安装支架
8个铁锹端子，用于螺钉安装
散热片1.251大众