AVT5598 – 12V 太阳能充电器
光伏模块变得越来越便宜，因此越来越受欢迎。 它们可以成功地用于为电池充电，例如，在乡间别墅或电子气象站。 所描述的设备是一种充电控制器，适用于在很宽的范围内变化的输入电压。 它可以在现场、露营地或露营地使用。
一、太阳能充电器示意图
该系统用于以缓冲模式为铅酸电池（例如，凝胶）充电，即达到设定电压后，充电电流开始下降。 因此，电池始终处于待机模式。 充电器的电源电压可以在 4 ... 25 V 范围内变化。
同时使用强光和弱光的能力显着增加了每天的充电时间。 充电电流高度依赖于输入电压，但与简单地限制太阳能模块的过电压相比，该解决方案具有优势。
充电器电路如图所示。 1. 直流电源是基于廉价且知名的 MC34063A 系统的 SEPIC 拓扑转换器。 它以钥匙的典型角色工作。 如果提供给比较器（引脚 5）的电压太低，则内置晶体管开关开始以恒定的填充和频率工作。 如果该电压超过参考电压（通常为 1,25 V），则操作停止。
SEPIC 拓扑转换器能够提高和降低输出电压，更经常使用可以改变键控信号填充的控制器。 在这个角色中使用 MC34063A 是一种不常见的解决方案，但是 - 如原型测试所示 - 对于此应用来说已经足够了。 另一个标准是价格，MC34063A 的价格明显低于 PWM 控制器的价格。
两个并联的电容C1和C2用于降低光伏组件等电源的内阻。 并联连接减少了产生的寄生参数，例如电阻和电感。 电阻R1用于将这个过程的电流限制在0,44A左右，更高的电流会导致集成电路过热。 电容器 C3 将工作频率设置为约 80 kHz。
选择电感器 L1 和 L2 以及由此产生的电容器 C4-C6 的电容，以便转换器可以在非常宽的电压范围内工作。 电容器的并联应该可以降低产生的 ESR 和 ESL。
二极管 LED1 用于测试控制器的功能。 如果是这样，则电压的可变分量会沉积在线圈 L2 上，这可以通过该二极管的发光来观察。 它通过按下 S1 按钮打开，这样它就不会一直无意义地发光。 电阻 R3 将其电流限制在 2 mA 左右，D1 保护 LED 二极管免受过高的关断电压造成的击穿。 添加电阻器 R4 是为了在低电流消耗和低电压下实现更好的转换器稳定性。 它吸收了 L2 线圈提供给负载的部分能量。 它影响效率，但很小——流过它的电流的有效值只有几毫安。
电容器 C8 和 C9 消除通过二极管 D2 提供的纹波电流。 电阻分压器 R5-R7 将输出电压设置为大约 13,5V，这是缓冲操作期间 12V 凝胶电池端子处的正确电压。 该电压应随温度略有变化，但为了保持系统简单，省略了这一事实。 该电阻分压器始终加载连接的电池，因此它应该具有尽可能高的电阻。
电容器 C7 降低了比较器看到的电压纹波并减慢了反馈环路的响应。 没有它，当电池断开时，输出电压可能会超过电解电容的安全值，即逃逸。 添加此电容器会导致系统不时停止切换按键。
充电器安装在一块尺寸为89×27 mm的单面印刷电路板上，其组装示意图如图XNUMX所示。 图2. 所有元件都在通孔外壳中，即使对于没有太多烙铁经验的人来说，这也是一个很大的帮助。 我建议不要使用 IC 插座，因为这会增加与开关晶体管的连接电阻。
2.太阳能充电器安装示意图
正确组装的设备可立即投入使用，无需任何调试。 作为控制的一部分，您可以对其输入施加恒定电压并将其调节在 4 ... 20 V 的给定范围内，观察连接到输出的电压表的读数。 它应该在大约 18 ... 13,5 V 的范围内改变锯齿。第一个值与电容器的充电有关，并不重要，但在 13,5 V 时转换器应该再次工作。
充电电流取决于输入电压的电流值，因为输入电流被限制在大约 0,44 A。测量表明，在电压为 50 时，电池充电电流从大约 4 mA (0,6 V) 变化到大约 20 AA V. 您可以通过增加电阻 R1 来降低该值，这对于小容量电池（2 Ah）有时是可取的。
该充电器适用于标称电压为 12 V 的光伏模块。其输出端可提供高达 20 ... 22 V 的电压，电流消耗低，因此安装了适用于 25 V 电压的电容器在转换器的输入端。损耗如此之高，以至于电池几乎无法充电。
要充分利用充电器，请连接功率为 10 W 或更高的模块。 电量越少，电池也会充电，但速度会更慢。
组件列表：
电阻：
R1：0,68 欧姆/1 瓦。
R2：180 欧姆/0,25 瓦。
R3：6,8 kΩ / 0,25 W
R4：2,2 kΩ / 0,25 W
R5：68 kΩ / 0,25 W
R6：30 kΩ / 0,25 W
R7：10 kΩ / 0,25 W
电容器：
C1、C2、C8、C9：220 μF/25 V
C3：330 pF（陶瓷）
C4…C6：2,2 μF/50 V（MKT R = 5 mm）
C7：1µF/50V（单片）
半导体：
D1：1H4148
D2：1H5819
LED1：5mm LED，例如绿色
US1：MC34063A（DIP8）
其他：
J1、J2：ARK2/5mm 连接器
L1、L2：扼流圈 220uH（垂直）
S1：微动开关6×6/13mm
