Wysoko sprawna przetwornica impulsowa - ładowarka słoneczna.
Problem wykorzystania baterii słonecznych do zasilania różnych przenośnych urządzeń, od jakiegoś czasu pojawia się na forum.
Jednak pojawiające się opisy albo są dość skomplikowane, albo nie spełniają wszystkich wymagań, jakie stawiałem takiej przetwornicy.
Postanowiłem więc wykonać samemu układ.
Założyłem, że muszę maksymalnie wykorzystać moc dostarczaną przez baterie słoneczne w zmiennych warunkach oświetlenia. Do tego urządzenie powinno mieć możliwość ładowania różnego rodzaju akumulatorów.
Postanowiłem wyjść od znanego, taniego i bardzo popularnego układu MC34063 - http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/2300/501448_DS.pdf
Jest on powszechnie dostępny. Można też kupić wykonane na nim ładowarki samochodowe do telefonów komórkowych, w cenie kilku zł za gotową ładowarkę. Mamy wtedy gotową płytkę przetwornicy. Trzeba dodać kilka elementów.
Problemem w takim układzie było utrzymanie napięcia wejściowego na poziomie napięcia mocy maksymalnej ogniwa panelu słonecznego. Dla mało wtajemniczonych w temat chodzi o to, że prawie niezależnie od warunków oświetleniowych, bateria słoneczna maksymalną moc oddaje przy pewnym napięciu, wynoszącym około 80% napięcia mierzonego bez obciążenia. Oczywiście razem ze zmianą oświetlenia, zmienia się prąd oddawany przez baterię.
Jeśli chcemy więc uzyskać z maksymalną moc, jaką w danej chwili może ona oddać, to trzeba dostosować prąd tak, aby napięcie na wyjściu baterii było utrzymane w okolicy napięcia mocy maksymalnej.
Z drugiej strony przetwornica powinna dawać na wyjściu jak największy prąd, nie przekraczając jednak maksymalnego prądu ładowania akumulatorów i napięcia stabilizowanego, aby ich nie przeładować.
Posiadana przeze mnie bateria słoneczna, jest to elastyczny panel zakupiony na allegro.
Oddaje on w normalny słoneczny dzień około 5,5W mocy. Napięcie bez obciążenia wynosi na nim 17,5V. Napięcie mocy maksymalnej ok. 13,8V
Układ ładuje 4 akumulatorki Ni-MH typu AA. Jest to najbardziej typowe zasilanie, dlatego na wyjściu ustawiłem napięcie ok. 6V, minus 0,3V spadku napięcia na diodzie wyjściowej. Dioda na wyjściu, choć pogarsza ogólną sprawność (tracimy troszkę napięcia), to jest konieczna, ze względu na niestabilne warunki oświetlenia. Gdybyśmy zostawili sobie baterię do ładowania, a w międzyczasie chmurki zakryłyby słońce na dłużej, to bateria by się nam rozładowała przez układ.
Oczywiście można i ładować inne baterie (z powodzeniem sprawdzałem na ogniwach Li-Ion), trzeba jednak ustawić inne napięcie zmieniając wartość rezystora R5. Np. dla baterii Li-Ion 3,7V napięcie końcowe ładowania nie może przekroczyć 4,2V. Latarka czołówka przerobiona na baterie od notebooka (dwie pojedyncze cele połączone równolegle) ładowała się i działała pięknie.
Przy ładowaniu różnych ogniw polecam dorobienie przełącznika napięć zasilania, przełączającego dobrane rezystory w miejscu R5.
W wypadku zastosowania innych ogniw słonecznych, należy zmienic diodę zenera na inną, tak aby utrzymać napięcie w okolicy napięcia mocy maksymalnej dla danej baterii.
Problem wykorzystania baterii słonecznych do zasilania różnych przenośnych urządzeń, od jakiegoś czasu pojawia się na forum.
Jednak pojawiające się opisy albo są dość skomplikowane, albo nie spełniają wszystkich wymagań, jakie stawiałem takiej przetwornicy.
Postanowiłem więc wykonać samemu układ.
Założyłem, że muszę maksymalnie wykorzystać moc dostarczaną przez baterie słoneczne w zmiennych warunkach oświetlenia. Do tego urządzenie powinno mieć możliwość ładowania różnego rodzaju akumulatorów.
Postanowiłem wyjść od znanego, taniego i bardzo popularnego układu MC34063 - http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/2300/501448_DS.pdf
Jest on powszechnie dostępny. Można też kupić wykonane na nim ładowarki samochodowe do telefonów komórkowych, w cenie kilku zł za gotową ładowarkę. Mamy wtedy gotową płytkę przetwornicy. Trzeba dodać kilka elementów.
Problemem w takim układzie było utrzymanie napięcia wejściowego na poziomie napięcia mocy maksymalnej ogniwa panelu słonecznego. Dla mało wtajemniczonych w temat chodzi o to, że prawie niezależnie od warunków oświetleniowych, bateria słoneczna maksymalną moc oddaje przy pewnym napięciu, wynoszącym około 80% napięcia mierzonego bez obciążenia. Oczywiście razem ze zmianą oświetlenia, zmienia się prąd oddawany przez baterię.
Jeśli chcemy więc uzyskać z maksymalną moc, jaką w danej chwili może ona oddać, to trzeba dostosować prąd tak, aby napięcie na wyjściu baterii było utrzymane w okolicy napięcia mocy maksymalnej.
Z drugiej strony przetwornica powinna dawać na wyjściu jak największy prąd, nie przekraczając jednak maksymalnego prądu ładowania akumulatorów i napięcia stabilizowanego, aby ich nie przeładować.
Posiadana przeze mnie bateria słoneczna, jest to elastyczny panel zakupiony na allegro.
Oddaje on w normalny słoneczny dzień około 5,5W mocy. Napięcie bez obciążenia wynosi na nim 17,5V. Napięcie mocy maksymalnej ok. 13,8V
Układ ładuje 4 akumulatorki Ni-MH typu AA. Jest to najbardziej typowe zasilanie, dlatego na wyjściu ustawiłem napięcie ok. 6V, minus 0,3V spadku napięcia na diodzie wyjściowej. Dioda na wyjściu, choć pogarsza ogólną sprawność (tracimy troszkę napięcia), to jest konieczna, ze względu na niestabilne warunki oświetlenia. Gdybyśmy zostawili sobie baterię do ładowania, a w międzyczasie chmurki zakryłyby słońce na dłużej, to bateria by się nam rozładowała przez układ.
Oczywiście można i ładować inne baterie (z powodzeniem sprawdzałem na ogniwach Li-Ion), trzeba jednak ustawić inne napięcie zmieniając wartość rezystora R5. Np. dla baterii Li-Ion 3,7V napięcie końcowe ładowania nie może przekroczyć 4,2V. Latarka czołówka przerobiona na baterie od notebooka (dwie pojedyncze cele połączone równolegle) ładowała się i działała pięknie.
Przy ładowaniu różnych ogniw polecam dorobienie przełącznika napięć zasilania, przełączającego dobrane rezystory w miejscu R5.
W wypadku zastosowania innych ogniw słonecznych, należy zmienic diodę zenera na inną, tak aby utrzymać napięcie w okolicy napięcia mocy maksymalnej dla danej baterii.
Fajne? Ranking DIY