Circuito carregador de bateria solar 48V com corte alto / baixo

Circuito carregador de bateria solar 48V com corte alto / baixo

A postagem discute um circuito de carregador de bateria solar de 48V com recurso de corte alto e baixo. Os limites são ajustáveis ​​por meio de predefinições individuais. A ideia foi solicitada pelo Sr. Deepak.



Especificações técnicas

Oi Swagatam,

Obrigado pelo circuito de relé do UPS.





Estou tentando construí-lo em breve. Vou atualizar o resultado assim que terminar com isso.

Em seguida, estou muito interessado em construir um circuito controlador de carga solar para os requisitos a seguir.



1. A bateria deve ser de 48 V (chumbo-ácido ou livre de manutenção) com capacidade de até 48 V X 600 AH.

2. A carga na bateria pode ser de até 1500 W (30 Amp a 48 V)

3. Célula fotovoltaica solar em configuração em série / paralela produzindo voltagem de até 60V e 40 Amps

O circuito do controlador deve funcionar da seguinte forma.

1. Corte o fornecimento de energia solar para a bateria quando sua tensão atingir aproximadamente 56 V e mantenha a histerese apropriada para evitar comutação frequente do MOSFET de energia. Portanto, o fornecimento de energia solar à bateria seria reiniciado apenas quando a tensão da bateria atingir aproximadamente 48 V.

2. Desconecte a carga de baixa tensão da alimentação da bateria quando a bateria atingir cerca de 45 V e mantenha a histerese apropriada para evitar LIGAR / DESLIGAR frequente da carga.

Ficarei grato se você puder me ajudar a construir este circuito.

Agradecendo você.

Atenciosamente,
Deepak

Operação de Circuito

O circuito do carregador de bateria solar 48V proposto com corte alto / baixo recurso pode ser testemunhado no diagrama a seguir.

O funcionamento do circuito pode ser entendido com os seguintes pontos:

O IC 741 é configurado como um comparador e é apropriadamente estabilizado a partir da alta entrada de 48 V usando diodos zener e redes de divisórias potenciais em seus pinos de alimentação e entrada.

Conforme solicitado, a tensão de entrada que pode ser superior a 50 V é adquirida de um painel solar e aplicada ao circuito.

A predefinição de 10k é ajustada de modo que o mosfet de energia seja desligado quando a bateria conectada atingir o nível de carga total.

A predefinição de 22k é o controle de histerese para o circuito e também serve como a predefinição de ajuste de limite inferior.

Deve ser ajustado como o O MOSFET apenas inicia e liga no limite preferido de baixa tensão da bateria.

Uma vez que a configuração discutida é implementada e a energia LIGADA, o nível de descarga da bateria arrasta a alimentação para cerca de 48 V, forçando o pino 2 do IC a ficar abaixo do potencial do pino 3.

Isso avisa a saída do IC pino 6 para ir alto, iniciando o MOSFET conectado em série com o trilho de aterramento para que a bateria seja integrada com a alimentação do painel solar.

O acima também liga o BJT BC546 que, por sua vez, garante que o MOSFET associado e a carga permaneçam desligados.

Assim que a bateria atingir o nível de carga total , o pino 2 é puxado mais alto que o pino 3, tornando a saída para um nível lógico baixo.

Isso DESLIGA instantaneamente o MOSFET do trilho de aterramento e o BJT, aplicando duas coisas: cortando o fornecimento da bateria e LIGANDO o MOSFET de carga de modo que a carga agora tenha acesso às tensões de alimentação do painel, bem como à bateria.

A rede de histerese de feedback formada pelo pré-ajuste de 22k e os resistores da série 10k garante que a ação acima trava LIGADA até que a tensão da bateria atinja abaixo do limite inferior predeterminado.

Diagrama de circuito

Diagrama

Feedback do Sr. Deepak

Oi Swagatam,

Obrigado pelo circuito controlador de carga solar.

O circuito parece ser um pouco diferente do que eu havia solicitado. Deixe-me reiterar o requisito novamente.

1. O painel solar deve continuar carregando a bateria não além de 56 V.

2. Em caso de descarga da bateria, o processo de carregamento deve ser reiniciado somente quando atingir 48V. Em outras palavras, a histerese deve ser mantida.

3. A bateria deve continuar fornecendo energia para carregar quando a tensão da bateria permanecer entre 42 - 56V.

Quando a tensão da bateria atinge 42 V (devido à descarga da bateria), a carga deve ser desconectada da alimentação da bateria.

Uma vez que a carga é desconectada, ela deve permanecer desconectada até que a tensão da bateria alcance no mínimo 48 V durante o processo de carregamento.

Confirme se o circuito funciona como acima.

Implementando o comparador de janela

O circuito do carregador de bateria solar de 48 V acima com corte alto e baixo pode ser modificado com essas especificações pela introdução de um comparador de janela estágio, conforme mostrado na extremidade esquerda do circuito abaixo.

Aqui, os amplificadores operacionais são substituídos por três amplificadores operacionais do IC LM324 .

O comparador de janela é feito por dois dos 4 opamps dentro do LM324.

A predefinição A1 é definida de forma que sua saída fique alta no nível de limite inferior de 42V.

A predefinição de 100k é para ajustando a histerese nível de modo que a situação seja travada até que 48 V seja alcançado.

Da mesma forma, a predefinição A2 é configurada para fazer a saída relevante ficar alta no limite superior de 56V.

Em tensões entre essas 'janelas', o BC546 permanece desligado, permitindo que o mosfet associado conduza e alimente a carga com a alimentação necessária da bateria.

Uma vez que os limites são ultrapassados, o BC546 é forçado a conduzir pelo opamp relevante desligando o mosfet e a carga.

O estágio A3 também pode ser substituído por um comparador de janela idêntico, conforme discutido acima, para controlar o carregamento da bateria, configurando os presets de forma adequada, isso permitiria usar todos os quatro opamps do IC LM324 e também tornaria as operações muito precisas e sofisticadas .

Adicionando um Estágio Indicador de Buzzer

Outra versão de um cricuit carregador de bateria automático de 48 V usando um indicador de campainha pode ser estudada abaixo:

A ideia foi solicitada por Nádia, por favor, consulte a discussão entre Nádia e eu na seção de comentários para mais informações sobre o design

O transistor é mostrado incorretamente como BC547, que deve ser substituído por BC546 para evitar mau funcionamento e danos ao circuito

Circuito do carregador de bateria com indicador sonoro

Como configurar o circuito do carregador de bateria 48V acima com campainha

Não conecte a tensão de carga do lado direito.

Mantenha o braço deslizante predefinido de 10k voltado para o solo inicialmente.

Conecte uma entrada DC usando uma fonte de alimentação DC variável do lado da bateria à ESQUERDA do circuito.

Ajuste esta tensão para o potencial necessário no qual a campainha precisa ser ativada ... de acordo com a solicitação, deve estar em torno de 46V

Agora ajuste a predefinição inferior de 10k muito lenta e cuidadosamente até que a campainha seja ativada e comece a zumbir.

Sele este preset com cola.

Agora aumente a tensão de entrada para o nível de corte alto desejado ... que é 48 V conforme a solicitação aqui.

Em seguida, ajuste a predefinição superior de 10k muito lenta e cuidadosamente até que o relé faça um clique. Quando isso acontecer, a campainha deve desligar.

O circuito do carregador de bateria solar 48V com corte alto e baixo está agora definido, no entanto, o valor do resistor de 100k, que pode ser visto conectado entre os pinos de entrada / saída do amplificador operacional superior, na verdade decide em qual limite inferior o relé deve desativar novamente e ligue a campainha.

Foi corrigido arbitrariamente, pode ser necessário ajustar o valor de 100k para que o relé alterne apenas em torno de 46 V ... pode ser confirmado com algumas tentativas e erros

Carregador de bateria solar automático 48V usando relé

PARA MELHORAR A PRECISÃO, REMOVA O LED VERMELHO DA POSIÇÃO EXISTENTE E CONECTE-O EM SÉRIE COM A BASE BC547. TAMBÉM, AGORA VOCÊ PODE ELIMINAR O DIODO PIN6 ZENER.

As operações envolvidas com o primeiro diagrama acima ficam muito simplificadas se um estágio de retransmissão for usado em vez de BJTs e mosfets.

Como pode ser visto no diagrama atualizado acima, o estágio de relé está na forma de dois relés de 24 V em série, em que as bobinas são unidas em série enquanto os contatos são unidos em paralelo.
O circuito de detecção é aplicado com uma tensão proporcionalmente reduzida por meio de um circuito divisor de tensão seguidor de emissor usando o estágio BC546 indicado para a detecção de nível de bateria e cortes pretendidos

O diagrama a seguir mostra um sistema de carregador solar de 48 V extremamente simples, que permite que a carga acesse a energia do painel solar durante o dia, quando há luz solar ideal, e apresenta uma mudança automática para o modo de bateria durante a noite quando a tensão solar não está disponível:

O seguidor de emissor TIP142 garante que a bateria nunca fique sobrecarregada acima de 55V.




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