Кто подскажет схему ...

[Nikk]

Идея такая - зарядка литиевого аккумулятора от солнечной батареи.
Проблема в том что напряжение на ней в максимуме доходит до 10 В.
На аккуме надо держать не выше 8,3 В +\- 50мВ.
С током все в норме - он заведомо ниже 1С.
Т.е. нужна схема, питающаяся от нестабильного напряжения 6-10 В, и отключающая потребителя (аккумы) если напряжение на них выше 8,3 В.
Потребление схемы контроля должно быть не более 100 мВт. Желательно малые габариты.

Кто что подскажет?

Как вариант - импульсный преобразователь, но он должен уметь и повышать, и понижать (вх: 6-10В, вых: 8,3В), и при этом КПД должен быть не ниже хотя бы 90-95%.

Линейный регулятор - типа LM317 - не подходит - падение напряжения велико слишком, соотв. КПД слишком мал.
В режиме когда напряжение меньше 8,3 В в идеале все входное напряжение должно напрямую идти на аккумы.

[Murav]

Во-первых 10В - это напряжение холостого хода, то есть при токе 0. Максимальную же мощность в случае постоянного эквивалентного внутреннего сопротивления источника напряжения можно взять при половинном напряжении(то есть в данном случае около 5В). При этом ток будет равен половине тока короткого замыкания. Из этого во-первых можно посчитать максимальную мощность по формуле Pmax=Uхх*Iкз/4 . И из этого уже можно посчитать максимальный ток заряда и соответственно время заряда.

В случае, если ток, который может отдать солнечная батарея при 8,3В на выходе меньше максимального тока заряда, то можно сделать только повышающий преобразователь на катушке индуктивности(по английский - boost converter) и отдельный выключатель.
Только в случае повышающего преобразователя у него есть очень не хорошая особенность: начиная с какого-то коэффициента заполнения несмотря на увеличение входного тока преобразователя, выходная мощность начинает падать. А большинство микросхем контроллеров повышающих преобразователей увеличивают коэффициент заполнения до тех пор, пока выходное напряжение(как вариант можно сделать выходной ток или мощность) не достигнет нужного, а в случае если нужное напряжение не может быть достигнута, то оказываются в режиме с максимальным коэффициентом заполнения и малой мощностю на выходе.
В данном случае нужно использовать схему управления, которая ищет точку с максимальной мощностью. Готовых микросхем для этого я не знаю.

И есть ещё один вариант - просто подключить солнечную батарею к аккумулятору(через диод, чтобы аккумулятор не разряжался через солнечную батарею, когда она находится в темноте) и сделать схему отключения заряда. В случае, если батарея не может отдать слишком большой ток, это будет работать(хотя мощность естественно будет далека от максимально возможной). Кроме того в этом случае если напряжение на солнечной батарее меньше чем на аккумуляторе, то аккумулятор заряжаться не будет.

[Nikk]

1. Ваш расчет макс. мощности в корне неверен. Для ХХ 10 В точка MPP находится в 7,4-7,6 В. При токе около 0,8 А.
Т.е. не 2 Вт, а до 6 Вт.
Макс. ток батареи 0,8А меньше 1С, поэтому время и ток заряда не учитываю и не рассчитываю. Метод заряда - постоянным напряжением. Переразряд в этом случае не получится.

2. Ток батареи меньше тока заряда. Согласен, повышающий преобр. полезен. НО как сделать, чтобы и при 7 В и при 9 В на входе на выходе было 8,3В ?
MPPT пока в планах, там без микропроцессора не обойтись.
Но в данном случае точка макс. мощности батареи совпадает с точной минимально допустимого напряжения на аккумуляторе (7,4В = 2*3,7В), и на участке 7,4 В - 8,3 В и без всяких MPPT получается очень хороший КПД.
Проблема - не допустить перезаряд.
Тупо поставить линейный стабилизатор - значит потерять целых 1-2,5 Вольта при пониженном напряжении.
Стабилитрон не обладает достаточной крутизной характеристики, как я понял, да и подобрать 8,3-8,4 довольно сложно.

3. Даже в условиях малой освещенности напряжение на батарее почти не падает, падает только ток КЗ.
Вообще, ВАХ солнечной батареи очень интересна.
Т.о. даже при малой освещенности аккум. будет медленно, но заряжаться.
Важно только не допустить его перезаряда.

Я вижу два варианта - импульсный преобразователь (возможна ли схема на данные условия) либо компаратор с источником опорного напряжения и ключом на полевом транзисторе.
Кто бы схему подсказал?

[Murav]

2. Ток батареи меньше тока заряда. Согласен, повышающий преобр. полезен. НО как сделать, чтобы и при 7 В и при 9 В на входе на выходе было 8,3В ?

При 9В просто увеличивается ток потребления до тех пор, пока напряжение не просядет до 8,3В. Если при этом ток не привысит максимальный для аккумулятора(кстати, 1С - это сколько ампер для данного аккумулятора? ), то даже линейный стабилизатор для его ограничения не нужен.
А вот если с помощю повышающего преобразователя забирать больший ток от солнечной батареи, то ток зарядки можно повышать дальше. При этом напряжение на солнечной батареи будет падать. После точки максимальной мощности(7,5В насколько я понял) отдаваемая мощность(и ток заряда) начнёт падать, и этого надо не допустить.

Для ХХ 10 В точка MPP находится в 7,4-7,6 В. При токе около 0,8 А.

Если точка максимальной мощности стабильна, то с помощю импульсного стабилизатора можно просто стабилизировать входное напряжение на уровне 7,5В - если входное напряжение выше этого уровня можно повышать входной ток, если ниже - нужно понижать. Делать такую стабилизацию придётся с помощю внешнего инвертирующего усилителя(который вполне может быть на одном транзисторе и стабилитроне).
При этом кроме входного напряжения можно стабилизировать(точнее ограничивать) выходной ток и выходное напряжение(до тех пор, пока ток заряда не упадёт до того, что напряжение на солнечной батарее не вырастет до этого напряжения).

Проблема - не допустить перезаряд.
Тупо поставить линейный стабилизатор - значит потерять целых 1-2,5 Вольта при пониженном напряжении.
Стабилитрон не обладает достаточной крутизной характеристики, как я понял, да и подобрать 8,3-8,4 довольно сложно.

Можно использовать TL431, которая будет пропускать лишний ток и тем самым ограничивать максимальное напряжение. Ведь когда аккумулятор заряжен, о КПД заботиться не требуется.

[Nikk]

Ток заряда всегда меньше 1С (4-6 ампер), поэтому его ограничивать не нужно. Солн. бат. в режиме кз дает не более 0,8-0,9 А

"Если точка максимальной мощности стабильна, то с помощю импульсного стабилизатора можно просто стабилизировать входное напряжение на уровне 7,5В - если входное напряжение выше этого уровня можно повышать входной ток, если ниже - нужно понижать. Делать такую стабилизацию придётся с помощю внешнего инвертирующего усилителя(который вполне может быть на одном транзисторе и стабилитроне).
При этом кроме входного напряжения можно стабилизировать(точнее ограничивать) выходной ток и выходное напряжение(до тех пор, пока ток заряда не упадёт до того, что напряжение на солнечной батарее не вырастет до этого напряжения). "

Схемку можно нарисовать?
Выходное напряжение надо жестко установить на 8,3 или 8,5 (с учетом возможной необходимости диода от разряда акк. через схему). Если такая схемка получится - с контролем тока нагрузки от вх. напр. при фикс. вых.напр. - то это и есть то что надо.

TL431 - почитаю...

[Ilya73]

Солнечные элементы отличаются от других источников, т.е если батарея 10вольт то максимальный ток будет примерно на 7-8 вольтах, при увеличении нагрузки вольты падают а ток остается неизменным вплоть до короткого замыкания. Во всяком случае так написано в книгах.
В принципе для меня не проблема собрать батарею нужных характеристик (купил на ебау пачку поломанных элементов, можно резать и собирать их как угодно, каждый элемент по 0.55 v.
Подскажите пожалуйста схему отсечки аккумов при их полной зарядке, ну или хотябы ссылочку дайте

[Ilya73]

Может такая подайдет, что от сюда выкинуть а может что добавить надо и будет ли она работать в данном случае?

[Murav]

при увеличении нагрузки вольты падают а ток остается неизменным вплоть до короткого замыкания.

Мощность при этом тоже падает. Именно для увеличения получаемой мощности(и уменьшения времени заряда аккумулятора) нужен импульсный преобразователь.

Подскажите пожалуйста схему отсечки аккумов при их полной зарядке, ну или хотябы ссылочку дайте

Как я уже писал здесь - подходит TL431 в схеме шунта с внешним транзистором. Это схема 21 на странице 26 даташите TL431 http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf Только вместо резистора между входом и основной частью схемы - внутренне сопротивление солнечной батареи.

Может такая подайдет, что от сюда выкинуть а может что добавить надо и будет ли она работать в данном случае?

Выкинуть всё и добавть нужную схему - эта схема для переменного тока. Кроме того она для NiCd аккумулятров, которые гораздо менее восприимчивы к неправильному заряду.

[Ilya73]

Murav, спасибо большое, картина уже вырисовывается.
Только я совсем запутался с номиналами резисторов.И какой транзистор подойдет для данной схемы? Если конечное напряжение заряда 3,6V.
Правильно я нарисовал подключение?

[Murav]

Правильно я нарисовал подключение?

Да. Хотя стоит добавить диод, чтобы аккумулятор не разряжался через TL431 в темноте. Вот схема с таким диодом(заодно расчитал номиналы резисторов):

LightCharger.png

(3.36 КБ) 466 скачиваний

Резисторы делителя должны быть точными(обычно берут точность для них 1%).

И какой транзистор подойдет для данной схемы?

Любой PNP транзистор. Только нужно чтобы он и радиатор на котором он стоит(если такой потребовался) мог рассеять необходимую мощность - 3,6В*максимальный ток солнечной батареи.

[Ilya73]

Murav, спасибо большое ещё раз и за участие и за потраченное время
Выкрою время и соберу остатки каких то радиодеталей из прошлой жизни ещё остались, а TL придется купить.
Наверно удобней будет заменить какой то резистор из вашей схемы или R2, R3 на переменный.
А тут ещё идея возникла использовать эту схему как балансир для батареи, помоему она прекрасно подайдет. А вдруг захочется велик на "батареках" сделать
Наверно удобнее было бы данные интересные схемки заносить в раздел "схемы", что бы чайники меньше доставали