采用專用蓄電池充電管理芯片UC3906設計太陽能充電控制器,經過實驗室調試,其各項性能達到要求。
控制器由切換電路、充電電路、放電電路三部分組成(見附圖)。下面分別介紹其各個組成部分。
切換電路:太陽能電池接在常閉觸點,繼電器線圈受三極管Q2控制,當太陽能電池受光照時,Q1導通而Q2截止,使得繼電器線圈絕大部分時間不耗電。在太陽能電池不受光照時,Q1截止而02導通,交流電經常開觸點送出。
充電電路:由UC3906和一些附屬元件共同組成了“雙電平浮充充電器”。太陽電池的輸入電壓加入后,利用電阻Rs檢測出電流的大小。再利用R2~R6檢測蓄電池的工作參數,經過內部電路分析,進而通過Q3對輸出電壓、電流進行控制。
Rs取值為0.025Ω,充電電流最大為10A,根據蓄電池的容量大小。可改變Rs以改變充電電流。
在恒流快速充電狀態下。充電器輸出恒定的充電電流Imax.同時充電器監視電池兩端電壓。當電池電壓達到轉換電壓V12時,電池的電量已恢復到容量的70%~90%。充電器轉入過充電狀態,在此狀態下。
充電器輸出電壓升高到VOC。由于充電器輸出電壓恒定不變。所以充電電流連續下降。當充電電流下降到Iocr時,電池容量已達到額定容量的100%,充電器輸出電壓下降到較低的浮充電壓Vf,蓄電池進入浮充狀態。此時UC3906的⑩腳輸出高電平,LM2903的①腳輸出低電平。發光二極管發光,指示蓄電池已充足電。圖中的電路還具有涓流充電的功能,涓流充電的電流值為IT,R2為涓流充電的限流電阻。
圖中各元件按以下公式計算:
Voc=Vref [1+(R3+R4)/R6]
Vl2=0.025/Rs在本系統中。取設定值為:Voc=15V,Vf=14C,Imax=10A,Vref=2.3V放電電路:用LM2903接成雙遲滯電壓比較器,可使電路在比較電壓的臨界點附近不會產生振蕩。
R10、RP11、RP2、U2B、Q4、Q5和K2組成過放電壓檢測比較控制電路。
電位器RP1、RP2起設定過放電壓的作用。可調三端穩壓器LM317給LM2903提供穩定的8V工作電壓。
當蓄電池端電壓大于預先設定的過放電壓值時,U2B的⑥腳電位高于⑤腳電位。⑦腳輸出低電位使Q4截止,Q5導通,K2動作,其常開觸點閉合,LED2發光指示負載工作正常;蓄電池對負載放電時端電壓會逐漸降低,當端電壓降低到小于預先設定的過放電壓值時,U2B的⑥腳電位低于⑤腳電位,⑦腳輸出高電位使Q4導通。05截止,K2釋放,LED2熄滅。指示過放電。該控制器能有效地防止蓄電池過充、過放、過流,可滿足了太陽能充電控制器的需要。
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