జీరో డ్రాప్ LDO సోలార్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్

సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి





మైక్రోకంట్రోలర్ లేని సరళమైన తక్కువ డ్రాప్ అవుట్ LDO లేదా జీరో డ్రాప్ సోలార్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్‌ను ఈ వ్యాసం చర్చిస్తుంది, ఇది వినియోగదారు ప్రాధాన్యత ప్రకారం అనేక రకాలుగా సవరించబడుతుంది. సర్క్యూట్ మైక్రోకంట్రోలర్‌పై ఆధారపడదు మరియు ఒక సామాన్యుడు కూడా నిర్మించవచ్చు.

జీరో డ్రాప్ ఛార్జర్ అంటే ఏమిటి

జీరో డ్రాప్ సోలార్ ఛార్జర్ అనేది ఒక పరికరం, ఇది సౌర ఫలకం నుండి వోల్టేజ్ ప్రతిఘటన లేదా సెమీకండక్టర్ జోక్యం కారణంగా వోల్టేజ్ తగ్గకుండా బ్యాటరీకి చేరుకుంటుందని నిర్ధారిస్తుంది. జతచేయబడిన సౌర ఫలకం నుండి వోల్టేజ్‌లో కనీస తగ్గుదల ఉండేలా ఇక్కడ సర్క్యూట్ ఒక మోస్‌ఫెట్‌ను స్విచ్‌గా ఉపయోగిస్తుంది.



అంతేకాకుండా, సర్క్యూట్ ఇతర రకాల జీరో డ్రాప్ ఛార్జర్ డిజైన్ల కంటే ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది ప్యానెల్ దాని అత్యధిక సామర్థ్య జోన్ వద్ద పనిచేయడానికి అనుమతించబడిందని నిర్ధారించుకోవడం అనవసరంగా ప్యానెల్ను తొలగించదు.

నేను రూపొందించిన ఈ నవల సర్క్యూట్ ఆలోచన ద్వారా ఈ లక్షణాలను ఎలా సాధించవచ్చో అర్థం చేసుకుందాం.



సరళమైన LDO సర్క్యూట్

ఆసక్తిగల అభిరుచి గలవారు నిమిషాల్లో నిర్మించగల సరళమైన LDO సోలార్ ఛార్జర్ ఉదాహరణ ఇక్కడ ఉంది.

ఈ సర్క్యూట్లను ఖరీదైన స్థానంలో సమర్థవంతంగా ఉపయోగించవచ్చు షాట్కీ డయోడ్లు, సౌర శక్తి యొక్క సమానమైన సున్నా డ్రాప్ బదిలీని లోడ్ కోసం పొందడం కోసం.

P ఛానల్ MOSFET ను జీరో డ్రాప్ LDO స్విచ్‌గా ఉపయోగిస్తారు. జెనర్ డయోడ్ 20 V కంటే ఎక్కువ సోలార్ ప్యానెల్ వోల్టేజ్‌ల నుండి MOSFET ని రక్షిస్తుంది. 1N4148 MOSFET ను రివర్స్ సోలార్ ప్యానెల్ కనెక్షన్ నుండి రక్షిస్తుంది. అందువల్ల, ఈ MOSFET LDO రివర్స్ ధ్రువణ పరిస్థితుల నుండి పూర్తిగా రక్షించబడుతుంది మరియు మధ్యలో ఎటువంటి వోల్టేజ్ను వదలకుండా బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

N- ఛానల్ వెర్షన్ కోసం మీరు ఈ క్రింది వేరియంట్‌ను ప్రయత్నించవచ్చు.

N ఛానల్ MOSFET ఉపయోగించి LDO

Op ఆంప్స్ ఉపయోగించడం

ఆటోమేటిక్ కట్ ఆఫ్ ఫీచర్‌తో జీరో డ్రాప్ ఛార్జర్‌ను నిర్మించడానికి మీకు ఆసక్తి ఉంటే, క్రింద చూపిన విధంగా పోలికగా వైర్ చేయబడిన ఆప్ ఆంప్‌ను ఉపయోగించి మీరు దీన్ని వర్తింపజేయవచ్చు. ఈ రూపకల్పనలో IC యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ పిన్ R3 మరియు R4 చేత తయారు చేయబడిన వోల్టేజ్ డివైడర్ దశ ద్వారా వోల్టేజ్ సెన్సార్‌గా ఉంచబడుతుంది.

ప్రతిపాదిత జీరో డ్రాప్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రాన్ని సూచిస్తూ, ఓపాంప్ మరియు మోస్‌ఫెట్‌లను కలిగి ఉన్న సరళమైన క్రియాశీలతను ప్రధాన క్రియాశీల పదార్ధాలుగా చూస్తాము.

విలోమ పిన్ ఎప్పటిలాగే R2 మరియు జెనర్ డయోడ్ ఉపయోగించి రిఫరెన్స్ ఇన్పుట్ వలె రిగ్డ్ చేయబడింది.

బ్యాటరీ ఛార్జ్ చేయబడుతుందని 12 హిస్తే, R3 మరియు R4 ల మధ్య జంక్షన్ లెక్కించబడుతుంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట ఆప్టిమల్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ స్థాయిలో 14.4V ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది కనెక్ట్ చేయబడిన ప్యానెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ కావచ్చు.

చూపిన ఇన్పుట్ టెర్మినల్స్ వద్ద సౌర వోల్టేజ్ను వర్తించేటప్పుడు, మోస్ఫెట్ R1 సహాయంతో ప్రారంభమవుతుంది మరియు మొత్తం వోల్టేజ్ దాని కాలువ సీసం అంతటా అనుమతిస్తుంది, ఇది చివరకు R3 / R4 జంక్షన్కు చేరుకుంటుంది.

వోల్టేజ్ స్థాయి తక్షణమే ఇక్కడ గ్రహించబడుతుంది మరియు ఒకవేళ అది సెట్ 14.4 వి కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, ఓపాంప్ అవుట్‌పుట్‌ను అధిక సామర్థ్యానికి మారుస్తుంది.

ఈ చర్య తక్షణమే మోస్‌ఫెట్‌ను ఆపివేస్తుంది, దాని ప్రవాహానికి మరింత వోల్టేజ్ అనుమతించబడదని నిర్ధారించుకోండి.

ఏదేమైనా, ఈ ప్రక్రియలో వోల్టేజ్ ఇప్పుడు R3 / R4 జంక్షన్ అంతటా 14.4V మార్క్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ఓపాంప్ అవుట్పుట్ తక్కువకు వెళ్ళమని మరియు మోస్ఫెట్ను ఆన్ చేయమని మళ్ళీ ప్రేరేపిస్తుంది.

పై స్విచ్చింగ్ వేగంగా పునరావృతమవుతుంది, దీని ఫలితంగా బ్యాటరీ టెర్మినల్స్కు అందించబడే అవుట్పుట్ వద్ద స్థిరమైన 14.4 వి వస్తుంది.

మోస్ఫెట్ యొక్క ఉపయోగం సౌర ఫలకం నుండి దాదాపు సున్నా డ్రాప్ ఉత్పత్తిని నిర్ధారిస్తుంది.

ఐసి సరఫరా పిన్‌లకు స్థిరమైన సరఫరాను నిర్వహించడానికి మరియు కొనసాగించడానికి డి 1 / సి 1 ప్రవేశపెట్టబడింది.

షంట్ రకం నియంత్రకాల మాదిరిగా కాకుండా, ఇక్కడ సౌర ఫలకం నుండి అదనపు వోల్టేజ్ ప్యానెల్ ఆఫ్ చేయడం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, ఇది సౌర ఫలకం యొక్క సున్నా లోడింగ్‌ను నిర్ధారిస్తుంది మరియు ఇది MPPT పరిస్థితి వలె దాని అత్యంత సమర్థవంతమైన పరిస్థితులలో పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

మైక్రోకంట్రోలర్ లేని LDO సోలార్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్‌ను ఆటో కట్ ఆఫ్ మరియు ప్రస్తుత పరిమితి లక్షణాలను జోడించడం ద్వారా సులభంగా అప్‌గ్రేడ్ చేయవచ్చు.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

గమనిక: ఐసి యొక్క పిన్ # 7 ని ప్రత్యక్షంగా కనెక్ట్ చేయండి (+) సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క టెర్మినల్ ఇతరత్రా సర్క్యూట్ పనిచేయదు. సోలార్ ప్యానెల్ వోల్టేజ్ 18 V కంటే ఎక్కువగా ఉంటే LM321 ను ఉపయోగించండి.

భాగాల జాబితా

  • R1, R2 = 10K
  • R3, R4 = అవసరమైన జంక్షన్ వోల్టేజ్‌ను పరిష్కరించడానికి ఆన్‌లైన్ సంభావ్య డివైడర్ కాలిక్యులేటర్‌ను ఉపయోగించండి
  • D2 = 1N4148
  • C1 = 10uF / 50V
  • C2 = 0.22uF
  • Z1 = ఎంచుకున్న బ్యాటరీ ఓవర్ ఛార్జ్ స్థాయి కంటే చాలా తక్కువగా ఉండాలి
  • IC1 = 741
  • మోస్ఫెట్ = బ్యాటరీ AH మరియు సౌర వోల్టేజ్ ప్రకారం.

N- ఛానల్ MOSFET ని ఉపయోగిస్తోంది

ప్రతిపాదిత తక్కువ డ్రాపౌట్‌ను N- ఛానల్ MOSFET ఉపయోగించి సమర్థవంతంగా అమలు చేయవచ్చు. క్రింద సూచించినట్లు:

మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు ప్రస్తుత నియంత్రణ లేకుండా సింపుల్ జీరో డ్రాప్ సోలార్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్

గమనిక: సోలార్ ప్యానెల్ యొక్క (-) టెర్మినల్‌తో ప్రత్యక్షంగా ఐసి యొక్క పిన్ # 4 ను కనెక్ట్ చేయండి, సర్క్యూట్ పని చేయడానికి ఇతరత్రా చేస్తుంది. ప్యానెల్ అవుట్పుట్ 18 V కంటే ఎక్కువగా ఉంటే 741 యొక్క LM321 ను ఉపయోగించండి.

ప్రస్తుత నియంత్రణ లక్షణాన్ని కలుపుతోంది

ఓపాంప్ యొక్క విలోమ ఇన్పుట్ అంతటా BC547 ట్రాన్సిస్టర్ దశను జోడించడం ద్వారా పై డిజైన్ ప్రస్తుత నియంత్రణ లక్షణంతో ఎలా అప్‌గ్రేడ్ చేయబడుతుందో పై రెండవ రేఖాచిత్రం చూపిస్తుంది.

R5 100 ఓం వంటి తక్కువ విలువ నిరోధకం కావచ్చు.

సూత్రాన్ని ఉపయోగించి సెట్ చేయగల బ్యాటరీకి గరిష్టంగా అనుమతించదగిన ఛార్జింగ్ కరెంట్‌ను R6 నిర్ణయిస్తుంది:

R (ఓంస్) = 0.6 / I, ఇక్కడ నేను కనెక్ట్ చేయబడిన బ్యాటరీ యొక్క సరైన ఛార్జింగ్ రేటు (ఆంప్స్).

ఫైనలైజ్డ్ సోలార్ జీరో డ్రాప్ బ్యాటరీ ఛార్జర్ సర్క్యూట్:

పైన వివరించిన 'jrp4d'the సూచన ప్రకారం, సరిగ్గా పనిచేయడానికి కొన్ని తీవ్రమైన మార్పులు అవసరం. నేను క్రింద చూపిన రేఖాచిత్రాల ద్వారా ఖరారు చేసిన, సరిదిద్దబడిన పని నమూనాలను సమర్పించాను:

'Jrp4d' ప్రకారం:

హాయ్ - నేను మోస్‌ఫెట్స్ (వోల్టేజ్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లు) తో గందరగోళంలో ఉన్నాను మరియు వోల్టేజ్‌లోని పంక్తి లక్ష్య బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కంటే కొన్ని వోల్ట్‌లు మాత్రమే పెద్దది తప్ప సర్క్యూట్ పనిచేస్తుందని నేను అనుకోను. కంట్రోల్ సర్క్యూట్ దానిని నియంత్రించలేనందున మోస్‌ఫెట్ కేవలం బ్యాటరీ కంటే ఎక్కువ ఉన్న చోట మోస్‌ఫెట్ నిర్వహిస్తుంది.

రెండు సర్క్యూట్లలోనూ ఇదే సమస్య, పి-ఛానెల్‌తో ఆప్-ఆంప్ గేట్ ఆఫ్ చేయగలిగేంత ఎత్తులో డ్రైవ్ చేస్తుంది (ఒక పోస్ట్ గమనించినట్లు) - ఇది బ్యాటరీకి నేరుగా లైన్ వోల్టేజ్‌ను దాటుతుంది. N ఛానల్ సంస్కరణలో, op-amp గేటును తగినంతగా నడపదు ఎందుకంటే ఇది వైపు -ve లైన్ కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్ వద్ద పనిచేస్తుంది.

రెండు సర్క్యూట్‌లకు ఆప్-ఆంప్ ద్వారా నియంత్రించబడే వోల్టేజ్‌లో పూర్తి లైన్ వద్ద పనిచేసే డ్రైవింగ్ పరికరం అవసరం

పై సూచన చెల్లుబాటు అయ్యేది మరియు సరైనది అనిపిస్తుంది. పై సమస్యను సరిదిద్దడానికి సరళమైన మార్గం ఓపాంప్ ఐసి యొక్క పిన్ # 7 ను సౌర ఫలకం యొక్క (+) తో నేరుగా కనెక్ట్ చేయడం. ఇది తక్షణమే సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది!

ప్రత్యామ్నాయంగా పై డిజైన్లను క్రింద చూపిన పద్ధతిలో సవరించవచ్చు:

NPN BJT లేదా N- ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ను ఉపయోగించడం:

మైక్రోకంట్రోలర్ లేకుండా జీరో డ్రాప్ సోలార్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్

LDO యొక్క పని నిర్ధారించబడిన తర్వాత డయోడ్ D1 ను తొలగించవచ్చు

పై చిత్రంలో NPN పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ TIP142, లేదా IRF540 మోస్‌ఫెట్ కావచ్చు ..... మరియు దయచేసి D1 ను తీసివేయండి, ఎందుకంటే ఇది అవసరం లేదు

పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్ లేదా పి-మోస్‌ఫెట్‌ను ఉపయోగించడం

పని నిర్ధారించబడిన తర్వాత డయోడ్ డి 1 ను తొలగించవచ్చు

పై చిత్రంలో, పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ TIP147 లేదా IRF9540 మోస్‌ఫెట్ కావచ్చు, R1 తో అనుబంధించబడిన ట్రాన్సిస్టర్ BC557 ట్రాన్సిస్టర్ కావచ్చు ...... మరియు దయచేసి D1 ను తొలగించడం అవసరం లేదు.

LDO సోలార్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్‌ను ఎలా ఏర్పాటు చేయాలి

ఇది చాలా సులభం.

  1. మోస్ఫెట్ వైపు ఏ సరఫరాను కనెక్ట్ చేయవద్దు.
  2. బ్యాటరీని వేరియబుల్ విద్యుత్ సరఫరా ఇన్‌పుట్‌తో భర్తీ చేసి, ఛార్జ్ చేయాల్సిన బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జింగ్ స్థాయికి సర్దుబాటు చేయండి.
  3. ఇప్పుడు ఎల్‌ఈడీ ఆగిపోయే వరకు పిన్ 2 ప్రీసెట్‌ను జాగ్రత్తగా సర్దుబాటు చేయండి .... ప్రీసెట్‌ను ముందుకు వెనుకకు ఎగరండి మరియు ఎల్‌ఈడీ స్పందనను తనిఖీ చేయండి, అది కూడా ఆన్ / ఆఫ్ రెప్పపాటులో ఉండాలి, చివరకు ప్రీసెట్‌ను ఎల్‌ఇడి పూర్తిగా ఆపివేసే చోటికి సర్దుబాటు చేయండి .... ముందుగానే అమర్చండి.
  4. మీ జీరో డ్రాప్ సోలార్ ఛార్జర్ సిద్ధంగా ఉంది మరియు సెట్ చేయండి.

మోస్ఫెట్ వైపు చాలా ఎక్కువ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ను వర్తింపజేయడం ద్వారా మీరు పైన ధృవీకరించవచ్చు, మీరు ఇంతకుముందు సెట్ చేసిన సంపూర్ణ నియంత్రిత వోల్టేజ్ స్థాయిని ఉత్పత్తి చేసే బ్యాటరీ సైడ్ అవుట్పుట్ మీకు కనిపిస్తుంది.




మునుపటి: మోటర్‌బైక్ హెడ్‌ల్యాంప్ కోసం LED “హాలోజెన్” లాంప్ సర్క్యూట్ తర్వాత: ఎల్‌ఈడీ డ్రైవర్ డిమ్మర్‌తో సోలార్ బూస్ట్ ఛార్జర్ సర్క్యూట్