Circuito del cargador de batería solar de 48 V con corte alto / bajo

Circuito del cargador de batería solar de 48 V con corte alto / bajo

La publicación analiza un circuito de cargador de batería solar de 48 V con función de corte alto y bajo. Los umbrales se pueden ajustar mediante ajustes preestablecidos individuales. La idea fue solicitada por el Sr. Deepak.

Especificaciones técnicas

Hola Swagatam,

Gracias por el circuito de relés de UPS.



Estoy intentando construirlo muy pronto. Le actualizaré el resultado una vez que haya terminado con eso.

A continuación, estoy muy interesado en construir un circuito controlador de carga solar para los siguientes requisitos.

1. La batería será de 48 V (plomo-ácido o libre de mantenimiento) con una capacidad de hasta 48 V X 600 AH.

2. La carga a la batería puede ser de hasta 1500 W (30 A a 48 V)

3. Célula solar fotovoltaica en configuración en serie / paralelo que produce un voltaje de hasta 60 V y 40 amperios

Se espera que el circuito del controlador funcione de la siguiente manera.

1. Corte el suministro solar a la batería cuando su voltaje alcance aproximadamente 56 V y mantenga la histéresis adecuada para evitar la conmutación frecuente del MOSFET de potencia. Por lo tanto, el suministro solar a la batería se reanudaría solo cuando el voltaje de la batería alcance aproximadamente 48 V.

2. Desconecte la carga por bajo voltaje del suministro de batería cuando la batería alcance alrededor de 45 V y mantenga una histéresis adecuada para evitar el encendido / apagado frecuente de la carga.

Le agradeceré que me ayude a construir este circuito.

Agradeciéndote.

Atentamente,
Deepak

Operación del circuito

El circuito cargador de batería solar de 48 V propuesto con corte alto / bajo característica se puede observar en el siguiente diagrama.

El funcionamiento del circuito puede entenderse con los siguientes puntos:

El IC 741 está configurado como un comparador y está estabilizado apropiadamente desde la entrada alta de 48V usando diodos Zener y redes de divisores potenciales en sus pines de entrada y suministro.

Según lo solicitado, el voltaje de entrada que puede exceder los 50v se adquiere de un panel solar y se aplica al circuito.

El preajuste de 10k se ajusta de manera que el mosfet de energía se corta cuando la batería conectada alcanza el nivel de carga completo.

El ajuste preestablecido de 22k es el control de histéresis del circuito y también sirve como ajuste preestablecido de umbral inferior.

Debería ajustarse tal MOSFET simplemente se inicia y enciende en el umbral de voltaje de batería bajo preferido.

Una vez que se implementa la configuración discutida y se enciende la energía, el nivel de descarga de la batería arrastra el suministro a alrededor de 48 V, lo que obliga al pin2 del IC a ir por debajo del potencial del pin3.

Esto hace que el pin 6 de salida IC se eleve iniciando el MOSFET conectado en serie con el riel de tierra para que la batería se integre con el suministro del panel solar.

Lo anterior también enciende el BJT BC546 que a su vez se asegura de que el MOSFET asociado y la carga permanezcan apagados.

Tan pronto como la batería alcance el nivel de carga completo , el pin2 se tira más alto que el pin3, lo que hace que la salida sea lógica baja.

Esto apaga instantáneamente el MOSFET del riel de tierra y el BJT, lo que hace cumplir dos cosas: cortar el suministro a la batería y encender el MOSFET de carga de modo que la carga ahora tenga acceso a los voltajes de suministro desde el panel y la batería.

La red de histéresis de retroalimentación formada por el preajuste de 22k y las resistencias de la serie 10k asegura que la acción anterior se bloquee hasta que el voltaje de la batería llegue por debajo del umbral inferior predeterminado.

Diagrama de circuito

Diagrama

Comentarios del Sr. Deepak

Hola Swagatam,

Gracias por el circuito del controlador de carga solar.

El circuito parece ser un poco diferente de lo que había solicitado. Permítanme reiterar el requisito nuevamente.

1. El panel solar debe continuar cargando la batería no más allá de 56 V.

2. En caso de que se descargue la batería, el proceso de carga debe reanudarse nuevamente solo cuando alcance los 48V. En otras palabras, debe mantenerse la histéresis.

3. La batería debe seguir suministrando energía a la carga cuando el voltaje de la batería se mantenga entre 42 y 56V.

Cuando el voltaje de la batería alcanza los 42 V (debido a la descarga de la batería), la carga debe desconectarse del suministro de la batería.

Una vez que la carga está desconectada, debe permanecer desconectada hasta que el voltaje de la batería alcance un mínimo de 48 V durante el proceso de carga.

Confirme si el circuito funciona como se indica arriba.

Implementación del comparador de ventanas

El circuito cargador de batería solar de 48 V anterior con corte alto y bajo se puede modificar con estas especificaciones introduciendo un comparador de ventana etapa, como se muestra en el extremo izquierdo del circuito a continuación.

Aquí los amplificadores operacionales son reemplazados por tres amplificadores operacionales del IC LM324 .

El comparador de ventana está hecho por dos de los 4 amplificadores operacionales dentro del LM324.

El ajuste preestablecido de A1 se establece de manera que su salida sea alta en el nivel de umbral inferior de 42 V.

El preset de 100k es para ajustar la histéresis nivel de modo que la situación se bloquee hasta que se alcancen los 48V.

De manera similar, el preajuste A2 está configurado para hacer que la salida relevante sea alta en el umbral más alto de 56V.

A los voltajes entre estas 'ventanas', el BC546 permanece apagado, lo que permite que el mosfet asociado conduzca y alimente la carga con el suministro requerido de la batería.

Una vez que se cruzan los umbrales, el BC546 se ve obligado a conducir por el opamp correspondiente que apaga el mosfet y la carga.

La etapa A3 también podría reemplazarse con un comparador de ventana idéntico como se discutió anteriormente para controlar la carga de la batería configurando los ajustes preestablecidos de manera adecuada, esto permitiría usar los cuatro amplificadores operacionales del IC LM324 y también haría que las operaciones fueran mucho más precisas y sofisticadas. .

Adición de una etapa de indicador de zumbador

A continuación se puede estudiar otra versión de un cargador de batería automático de 48 V que utiliza un indicador de zumbador:

La idea fue solicitada por Nadia, consulte la discusión entre Nadia y yo en la sección de comentarios para obtener más información sobre el diseño.

El transistor se muestra incorrectamente como BC547, que debe reemplazarse con BC546 para evitar el mal funcionamiento y daño del circuito

Circuito cargador de batería con indicador de zumbador

Cómo configurar el circuito del cargador de batería de 48 V anterior con zumbador

No conecte el voltaje de carga del lado derecho.

Mantenga el brazo deslizante preestablecido de 10k hacia el suelo inicialmente.

Conecte una entrada de CC utilizando una fuente de alimentación variable de CC desde el lado de la batería a la IZQUIERDA del circuito.

Ajuste este voltaje al potencial requerido en el que el zumbador debe activarse ... según la solicitud, debe estar alrededor de 46V

Ahora ajuste el preset inferior de 10k muy lenta y cuidadosamente hasta que el timbre se active y comience a sonar.

Selle este preset con pegamento.

Ahora aumente el voltaje de entrada al nivel de corte alto deseado ... que es de 48 V según la solicitud aquí.

A continuación, ajuste el preajuste superior de 10k muy lenta y cuidadosamente hasta que el relé haga clic. Cuando esto sucede, el zumbador debería apagarse.

El circuito del cargador de batería solar de 48 V con corte alto y bajo ahora está configurado, sin embargo, el valor de la resistencia de 100k que se puede ver conectada entre los pines de entrada / salida del opamp superior realmente decide en qué umbral inferior el relé debe desactivar nuevamente. y encienda el zumbador.

Se ha solucionado arbitrariamente, es posible que deba ajustar el valor de 100k para que el relé cambie solo a alrededor de 46V ... se puede confirmar con un poco de prueba y error

Cargador de batería solar automático de 48 V mediante relé

PARA MEJORAR LA PRECISIÓN, QUITE EL LED ROJO DE LA POSICIÓN EXISTENTE Y CONÉCTELO EN SERIE CON LA BASE BC547. ADEMÁS, AHORA PUEDE ELIMINAR EL DIODO ZENER PIN6.

Las operaciones involucradas con el primer diagrama anterior se simplifican mucho si se usa una etapa de relevo en lugar de BJT y mosfets.

Como se puede ver en el diagrama actualizado anterior, la etapa de relé tiene la forma de dos relés de 24V en serie, donde las bobinas se unen en serie mientras que los contactos se unen en paralelo.
El circuito de detección se aplica con un voltaje reducido proporcionalmente a través de un circuito divisor de voltaje seguidor de emisor utilizando la etapa BC546 indicada para la detección y los cortes de nivel de batería previstos.

El siguiente diagrama muestra un sistema de cargador solar de 48 V extremadamente simple que permite que la carga acceda a la energía del panel solar durante el día cuando hay una luz solar óptima, y ​​cuenta con un cambio automático al modo de batería durante la noche cuando el voltaje solar no está disponible:

El seguidor de emisor TIP142 asegura que la batería nunca se sobrecargue por encima de 55V.




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