太陽電池充電回路:操作方法とアプリケーション

最近はソーラーパネルが流行っていますね。その主な理由は、太陽電池を使用して太陽エネルギーを電気に変換する単純なデバイスであることです。また、太陽電池の充電回路も省略されていません。結局のところ、太陽光発電でバッテリーをすばやく充電するのに役立ち、費用対効果が高いのです。回路の構築が簡単であるという事実は別として、バッテリーの基本的なニーズを満たすのに十分効率的です。

さらに、太陽電池充電器は、制御回路を充電するために定電圧を作成することによって機能します。

したがって、この熟練したデバイスを構築する方法を学びたい場合は、幸運です。この記事では、必要なすべての手順が強調されているためです.

先に進みましょう!

太陽電池充電回路とは?

太陽電池充電回路

出典:ウィキメディア コモンズ

太陽電池充電回路は、制御回路のような働きをするデバイスです。また、さまざまなバッテリーの充電方法 (4 ～ 12V の範囲) を追跡および制御するのに役立ちます。

また、このデバイスには、入力ソースとして機能する太陽光発電パネルが付属しています。さらに、バッテリーの充電方法にも役立ちます。興味深いことに、デバイスは非常に経済的であるため、単純な電子部品から簡単に構築できます。

回路の動作は、次の 2 つの重要な要素に依存します。

1. ソーラー パネルの端子負荷電圧が入力端子とどのように一致するか。

2. 電圧レギュレーター (電流制限) を介して出力回路に充電できるバッテリーセルユニットの正しい数。これにより、熱の蓄積を抑え、急速充電し、ロータリー スイッチを使用できます。

また、ロータリー スイッチを使用すると、太陽光の強度に基づいて適切な電圧をすばやく選択できます。

太陽電池回路はどのように機能しますか?

太陽電池充電器の回路構造

出典:ウィキメディア コモンズ

太陽電池回路の原理は簡単！定電圧を発生します。つまり、電流 (充電) は、最初に電圧レギュレーターを介して D1 に流れます。

次に、電圧レギュレータはそのピンを調整して、出力電流と電圧を制御します。したがって、同様のドラフトでバッテリーが充電されます。

太陽電池充電器の回路設計

太陽電池充電回路

出典:CircuitDiagram

まず、このセットアップに必要な回路コンポーネントを見てみましょう。次に、回路設計を見ていきます:

設計に必要なコンポーネント

• ワイヤーを接続する
• DC バッテリー
• ポット (2K)
• ソーラーパネル (18V)
• コンデンサ (0.22uF)
• 電圧調整器 (LM317)
• 抵抗器 (470、100、120 オーム)
• ショットキー ダイオード (3A、50V)
• ダイオード (1N4001)

太陽電池充電器回路– 回路設計

LM317 を使用する背後にあるアイデアは、回路に可変電圧レギュレータを与えることです。さらに、調整可能な電圧レギュレーターはコースの必需品です。つまり、LM317 は 1.25 ～ 37V の電圧範囲を生成します。また、最大電流 1.5A を生成します。

また、電圧レギュレータの電圧降下範囲は 2 ～ 2.5V です。その後、負荷が少なく電圧が高いソーラー パネルを選択する必要があります。したがって、18V ソーラー パネルを使用します。

バッテリーが充電されていないときにソーラー パネルと LM317 に影響を与える逆電圧を回避する最善の方法は、ショットキー ダイオードを使用することです。

また、12V/1.3Ah仕様の鉛蓄電池があると助かります。さらに、セットアップには任意の 3A ダイオードを使用できます。

12V バッテリーの充電方法

まず、出力電圧が 14.5V に設定されていることを確認する必要があります。電流 (充電) に関しては、ソーラー パネルのワッ​​ト数と電圧の除算です。

この設定では、ソーラー パネルのワッ​​ト数は 5 で、電圧は 18 です。

充電電流 =5/18 =0.28A.

それだけではありません。

LM317 は約 1.5A を生成できるため、高ワット数のパネルを使用することが重要です。ただし、これは、セットアップでより多くの電流を生成したい場合に適用されます.

さらに、LM317 は、バッテリーが 1.5A を超える初期電流を必要とする場合、理想的な電圧レギュレーターではありません。

セットアップの充電にはどのくらいかかりますか?

充電時間 =4.4 時間あたり 1.3Ah/0.29A。

したがって、ソーラー パネルの消費電力は 5 ワットです。また、バッテリーに入る電力は 4W ですが、レギュレーターに入るエネルギーは 1W です。

ここでのヒントは、バッテリーを充電する前に、必要なパラメーターをすべて検討することです。

6V アプリケーションで太陽電池充電回路を使用するにはどうすればよいですか?

バッテリーの仕様を見て、出力電圧 (7.5 ～ 8V) を設定します。次に、上記の参考資料を使用して、消費電力と充電電流を計算します。

とはいえ、このプロジェクトには電力制限の問題があることに注意することが重要です.これはすべて、ヒートシンクと電圧レギュレーターの熱抵抗のおかげです。したがって、温度を 125 ⁰ 未満に保つために、電力を約 10W に制限する必要があります。 C.

さらに、電圧レギュレーターが熱くなりすぎると、自動的にシャットダウンする場合があります。それは、温度制限回路が搭載されているためです。

したがって、バッテリーの充電を開始すると、ヒートシンクはある程度熱くなります。ただし、最大電圧で設定を終了すると、ヒートシンクが熱くなります。また、バッテリの充電時に必要のない余分な電力が原因で熱が発生します。

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では、どのように電流を制限しますか?ソーラー パネルは定電流を提供する傾向があるため、電流リミッターとして機能します。

したがって、回路に電流リミッターは必要ありません。

太陽電池充電器回路– ソーラー充電器の仕様

• 内部で 2.2A に制限された 1.5A の最大電流
• ショットキー ダイオードの消費電力を含め、最大 10 W の消費電力
• +/- 100mV の電圧調整
• 10W (6V) または 20W (12V) のソーラー パネル定格
• 典型的なドロップアウト値は 2 ～ 2.75V
• Vout 範囲 5 ～ 14V

太陽電池充電器回路– この太陽電池充電回路の使用手順

1. 上記の回路図に注意を払い、それに応じて接続を守ってください。

2. 太陽光が当たる場所にソーラー パネルを置きます。

3. ポット RV1 を変更して、出力電圧を設定します。

4. デジタル マルチメーターを使用して、バッテリーの電圧を確認します。

また、LM338 を使用して太陽電池充電回路を構築することもできます。

LM338 で太陽電池充電回路を作成する方法

LM338 バッテリー ソーラー充電器回路

ソース:Flickr

プロジェクトに必要な資料は次のとおりです。

• LM338
• 鉛蓄電池
• R1 (120)
• R3 (0.7/chg. 電流)
• 電流計 (0 ～ 10A)
• ソーラーパネル
• トランジスタ BC547
• P1 (10K)

LM338 は、充電プロセスを便利に処理できるもう 1 つの汎用チップです。さらに、プロセスは安全です。とはいえ、この回路は、標準の安定化電力を供給する単純なセットアップを表しています。

この設計には、電流制御機能が組み込まれています。したがって、このセットアップを使用すると、入力で電流が上昇します。しかし、これは太陽の強度が比例して増加するときに発生する可能性があります。また、充電器の電圧もそれに比例して低下し、電流が指定された定格まで低下します。

したがって、BC547 のエミッターを ADJ とグランドに接続すると、電流制御アクションを有効にするのに役立ちます。また、入力電流が増加すると、バッテリーは追加の電流を引き込み始めます。

したがって、R3 の両端に電圧が発生します。これにより、トランジスタの対応するベースドライブが作成されます。次に、トランジスタはLM338を使用して電圧を伝導および補正します。そうすれば、バッテリーの安全要件に基づいて電流が調整されます。

R3 または電流制限は、0.7 を最大電流制限で割ることで計算できます。

すなわち、R3 =0.7/電流制限 (最大)

とはいえ、銀行を壊すことなく、より安価な太陽電池充電回路設計を構築することもできます.

シンプルで安価な太陽電池充電回路を構築する方法

必要な資料は次のとおりです。

• ダイオード (1N5408) – 9
• 電圧計
• バッテリー (12V)

このタイプの回路は、非常に手頃な価格で効果的なオプションを探している場合に最適です。ただし、セットアップはかなり技術的です。また、レイアウトにはいくつかのダイオードと電圧計が必要です。または、ロータリー スイッチとマルチメーターを使用することもできます。

つまり、9 個のダイオードを直列に追加する必要があります。したがって、パネルがバッテリー電圧に接続するのを防ぎます。また、最大変化電流を取り除きます。

その後、いくつかのコンポーネントを使用して MPPT 充電器を配置します。したがって、組み合わせたダイオードの順方向電圧降下を計算すると、約 5V になるはずです。 14.4V の充電電圧を加えると、合計は 20V と見積もられます。

そのため、太陽光がピークに達し、ダイオードを直列に接続すると、パネル電圧が 19V に低下する場合があります。そして、これは効率的なバッテリー充電を表しています。また、太陽が沈むと、パネル電圧が定格電圧を下回ります。

したがって、最適な電力を得ることでバッテリーが回復するまで、いくつかのダイオードをスキップできます。

太陽電池回路の応用

• ニカド電池
• 鉛蓄電池

太陽電池充電回路 – 太陽電池回路の利点

• 費用対効果が高く、シンプルです
• 出力電圧を調整できます
• 共通のコンポーネントを使用できます
• 日光が当たらなくてもバッテリーが放電することはありません

まとめ

太陽電池回路により、太陽エネルギーを得ることができます。次に、回路はそれを電気エネルギーに変換し、タブレットの充電など、さまざまな用途で繰り返し再利用できます。

したがって、自由エネルギーの収集に関しては、実質的に優れたオプションです。

どの回路を構築する予定ですか?または、質問や推奨事項がありますか?お気軽にお問い合わせください。