Заряд акумуляторів 12 вольт від сонця
Спробуємо використовувати для зарядки свинцевого 12В акумулятора сонячну енергію.
Ми будемо використовувати найдешевші сонячні батареї, що складаються з декількох елементів і дають досить низька напруга.
Щоб заряджати 12В акумулятор, це напруга доведеться збільшити.
Схема, показана вище, перетворює низька вихідна напруга сонячної батареї в високе. Вона здатна підвищувати вхідна напруга з 2.5 - 3-х до 12 - 15 вольт.
Розглянемо роботу перетворювача.
Схема являє собою блокінг-генератор, зібраний всього лише на одному транзисторі.
Первинна обмотка трансформатора складається з 45 витків дроту діаметром 0.7мм, намотаних на феритових стержні діаметром 10 і довжиною 50мм. Вторинна обмотка (обмотка зворотного зв'язку) складається з 15 витків того ж дроту, намотаних поверх первинної обмотки. Перед намотуванням вторинної обмотки, первинну обмотку бажано обернути парою витків ізоляційної паперу, щоб уникнути можливих замикань між обмотками.
Нам вдалося обійтися без третин, підвищувальної обмотки трансформатора, так як тут використовується ЕРС самоіндукції, яку розвиває первинна обмотка. Напруга на її виході має форму дуже коротких імпульсів. Амплітуда цих імпульсів за рахунок ЕРС може досягати 30 і більше вольт, незважаючи на те, що на вході схеми може бути всього 3 - 3.5 вольта.
Ця напруга випрямляється діодом, а потім надходить на заряджається акумуляторну батарею.
Немає нічого небезпечного в тому, що випрямлена напруга може бути такий великий амплітуди. Вихідний струм перетворювача досить малий, тому при підключенні навантаження (акумуляторної батареї) це напруга впаде до рівня, необхідного для зарядки акумулятора.
У схемі є два електролітичні конденсатори. Один на 100 мкФ, інший на 10 мкФ. Для чого ж вони потрібні?
Конденсатор 100мкф, включений паралельно шинам харчування пристрою, забезпечує надійну роботу перетворювача, так як вихідний опір сонячно батареї досить висока і через це перетворювач може працювати нестабільно. Конденсатор в даному випадку досить вирішує дану проблему.
Конденсатор на 10мкФ використовується для компенсації втрат імпульсів зворотного зв'язку на вторинній обмотці, в колі зворотного зв'язку генератора.
І ще одна перевага даної схеми.
Чому ми використовували блокінг-генератор, коли з таким же успіхом можна було використовувати синусоїдальний генератор?
Це так само просто пояснити. Блокінг-генератор, на відміну від синусоїдального, працює в імпульсному режимі. Це в першу чергу важливо для транзистора, так як в цьому випадку транзистору не потрібно радіатор охолодження, що важливо в конструктиві всього пристрою.
Стабілізація вихідної напруги перетворювача.
Багато акумуляторні батареї не можна перезаряджати, так як це скорочує їх термін служби. Тому в схемі, описаній нижче, використовується стабілізація вихідної напруги.
Для того щоб забезпечити вихідну напругу не вище 12 вольт, нам буде потрібно додати в схему ще чотири радіоелементу.
Це транзистор типу ВС547, стабілітрон на напругу 12 вольт, резистор на 100 Ом і конденсатор на 10 микрофарад.
Схема доопрацьованого вище розглянутого перетворювача показана нижче.
Розберемо, як працює ця схема, а точніше, як відбувається обмеження напруги вище 12 В.
Коли вихідна напруга перевищує поріг 12 В, стабілітрон починає пропускати через себе струм. Цей струм надходить на базу транзистора ВС547. Даний транзистор, в свою чергу, починає відкриватися і шунтировать перехід База - Емітер транзистора генератора (транзистор ZTX851). Це викликає зменшення коефіцієнта посилення даного транзистора і, відповідно, зменшується амплітуда вихідного сигналу.
Під час тестів заряджалися два акумулятора напругою по 6 У кожен. У сонячній батареї використовувалися 8 елементів напругою по 0.5 У кожен.
Про виготовлення трансформатора було розказано вище. Додамо лише те, що під час намотування котушок потрібно строго дотримуватися напрямок і початки і кінці обмоток. Початок кожної обмотки позначено точкою у висновку. При недотриманні фазировки обмоток генератор не запуститься, так як в цьому випадку порушиться баланс амплітуд і фаз, які необхідні для генерації.
Транзистор генератора в схемі використовується з малим напругою насичення переходів. Це сприяє меншому нагріванню останнього, менших втрат в ньому. Інші транзистори теж працюватимуть в даній схемі, але найкращим екземпляром виявився ZTX851, що має вище перераховані характеристики.
Комплектація елементів для проведення випробувань:
Резистор 1 Ом 1 Ватт
транзистор ZTX851
Діод - високовольтний швидкодіючий
Конденсатор 10 мкФ 16 В
Конденсатор 100 мкФ 25 В
Провід довжиною 30 см для вторинної обмотки діаметром 0.5 - 0.7 мм
Провід довжиною 100 см для первинної обмотки діаметром 0.7 мм
Феритове осердя діаметром 10 і довжиною 50 мм.
Батарея з сонячних фотоелементів.
Додаткові елементи для схеми стабілізації:
Резистор 100 Ом 0.25 Ватт
Конденсатор 10 мкФ 25 В
Стабілітрон на напругу 9 або 12 В
транзистор ВС547
Для випробування схеми нам можуть знадобитися такі прилади, як мультиметр і осцилограф. Останній в даному випадку можна виключити. Він може знадобитися лише для спостереження процесів, що відбуваються в генераторі.
Так як амплітуда напруги на вихідний обмотці може бути досить високою, рекомендується послідовно мультиметру включити резистор опором 10 - 100к. Він допоможе запобігти пошкодженню приладу під час проведення замірів в різних точках схеми.
Для вимірювання постійної напруги з виходу випрямного діода паралельно вольтметру слід включити конденсатор ємністю 10 мкФ і напругою не нижче 50 В.
В такому випадку показання вольтметра будуть більш точними, так як ми будемо вимірювати імпульсна напруга.
Тепер ви можете спостерігати, як працює самостійно вами пристрій. Ви побачите, як схема видає напругу, яка набагато вище живильного її. Ця напруга і будемо використовувати для зарядки акумуляторної батареї.
Поділитися цією сторінкою в:
Цікаво а яку силу струму здатна видати дана схема? Тобто наприклад, якщо на вході буде 3 В, то яка сила струму максимально буде споживатися від джерела і яка буде на виході? Начебто на вигляд схема гідна, тим більше, якщо видає нормальний потік.
У школі елементарний закон збереження енергії проходили? Або на математиці "давили масу (харю)"?
Струм вважайте, десь з полампера. Але взагалі, якщо зберете і будете "гратися", то можна поварьіровать, скажімо, діаметром дротів, типом силового транзистора, резистором зміщення, величиною напруги харчування і подивитися де йде обмеження потужності. Що гріється і т.д.
Також ток залежить від вихідної напруги, менше напруга - більше струм.
Але я б розраховував на потужність в п'ят Ватт, що зазвичай для подібних схем.
Думаю? Дивно.
А чому використовує простий випрямний діод, а не діод Шотткі? ККД ж зросте до 80%.
Подібні схеми я використав для ветрячка щоб навіть від легенького подуву вітру у мене заряджався плеєр або мобіла.Можно звичайно і до сонячної панелі підключити, і при слабкому освітленні буде стабільна напруга зарядки акумулятора =). Ось купка подібних схем, і все рабочіе.Жаль що фотографії виробів тут можна викласти Завантажити архів
Чому не можна викласти фото?
По-перше, можна їх обговорити на форумі - там фото викладаються через посилання на файл, розміщений десь в інтернеті. Або, можна надіслати фото мені, я причеплю їх до Вашого посту на форумі.
По-друге, можете написати замітку чи що більше, і вона може бути розміщена в розділі основних статей. І це буде дуже хороший варіант. Викласти я допоможу. І підредагувати теж, при необхідності.