Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη βασική ιδέα ενός ηλιακού μετατροπέα και επίσης πώς να φτιάξουμε ένα απλό αλλά ισχυρό κύκλωμα ηλιακού μετατροπέα.

Η ηλιακή ενέργεια είναι άφθονα διαθέσιμη σε εμάς και είναι δωρεάν για χρήση, επιπλέον είναι μια απεριόριστη, ατελείωτη φυσική πηγή ενέργειας, εύκολα προσβάσιμη σε όλους μας.

Τι είναι τόσο σημαντικό για τους ηλιακούς μετατροπείς;

Το γεγονός είναι ότι δεν υπάρχει τίποτα σημαντικό για τους ηλιακούς μετατροπείς. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε κανονικό κύκλωμα μετατροπέα , συνδέστε το με ένα ηλιακό πλαίσιο και λάβετε την απαιτούμενη έξοδο DC σε AC από τον μετατροπέα.

Τούτου λεχθέντος, ίσως χρειαστεί να επιλέξετε και διαμορφώστε τις προδιαγραφές σωστά, διαφορετικά ενδέχεται να διατρέχετε τον κίνδυνο βλάβης του μετατροπέα σας ή προκαλώντας αναποτελεσματική μετατροπή ισχύος.

Γιατί ηλιακός μετατροπέας

Έχουμε ήδη συζητήσει πώς να χρησιμοποιούμε ηλιακούς συλλέκτες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή ή ηλιακή ενέργεια, σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε μια απλή ρύθμιση που θα μας επιτρέψει να χρησιμοποιήσουμε ηλιακή ενέργεια για τη λειτουργία των οικιακών συσκευών μας.

Ένα ηλιακό πάνελ μπορεί να μετατρέψει τις ακτίνες του ήλιου σε συνεχές ρεύμα σε χαμηλότερα δυνατά επίπεδα. Για παράδειγμα, μπορεί να καθοριστεί ένα ηλιακό πάνελ για παροχή 36 βολτ σε 8 αμπέρ υπό βέλτιστες συνθήκες.

Ωστόσο, δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το μέγεθος ισχύος για τη λειτουργία των οικιακών μας συσκευών, επειδή αυτές οι συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε ηλεκτρικά ρεύματα ή σε τάσεις που κυμαίνονται από 120 έως 230 V.

Επιπλέον, το ρεύμα θα πρέπει να είναι εναλλασσόμενο ρεύμα και όχι συνεχές ρεύμα όπως συνήθως λαμβάνεται από ηλιακό πάνελ.

Έχουμε συναντήσει έναν αριθμό κυκλώματα μετατροπέα δημοσιεύτηκε σε αυτό το ιστολόγιο και μελετήσαμε πώς λειτουργούν.

Οι μετατροπείς χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή και την αύξηση της ισχύος της μπαταρίας χαμηλής τάσης σε επίπεδα δικτύου υψηλής τάσης AC.

Επομένως, οι μετατροπείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για τη μετατροπή του DC από ένα ηλιακό πάνελ σε έξοδο δικτύου που θα τροφοδοτούσε κατάλληλα τον οικιακό μας εξοπλισμό.

Βασικά στους μετατροπείς, η μετατροπή από χαμηλό δυναμικό σε ένα υψηλό επίπεδο τροφοδοσίας γίνεται εφικτή λόγω του υψηλού ρεύματος που είναι συνήθως διαθέσιμο από τις εισόδους DC όπως μια μπαταρία ή ένα ηλιακό πάνελ. Η συνολική ισχύς παραμένει η ίδια.

Κατανόηση των τρεχουσών προδιαγραφών τάσης

Για παράδειγμα, εάν παρέχουμε είσοδο 36 βολτ @ 8 αμπέρ σε έναν μετατροπέα και έχουμε έξοδο 220 V @ 1,2 Amps θα σήμαινε ότι μόλις τροποποιήσαμε μια ισχύ εισόδου 36 × 8 = 288 watt σε 220 × 1,2 = 264 watt.

Επομένως μπορούμε να δούμε ότι δεν είναι μαγικό, απλώς τροποποιήσεις των αντίστοιχων παραμέτρων.

Εάν ο ηλιακός συλλέκτης είναι σε θέση να παράγει αρκετό ρεύμα και τάση, η έξοδος του μπορεί να χρησιμοποιηθεί για απευθείας λειτουργία ενός μετατροπέα και των συνδεδεμένων οικιακών συσκευών και ταυτόχρονα για τη φόρτιση μιας μπαταρίας.

Η φορτισμένη μπαταρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τροφοδοσία φορτίων μέσω του μετατροπέα , κατά τη διάρκεια της νύχτας όταν δεν υπάρχει ηλιακή ενέργεια.

Ωστόσο, εάν το ηλιακό πλαίσιο είναι μικρότερο σε μέγεθος και δεν μπορεί να παράγει επαρκή ισχύ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη φόρτιση της μπαταρίας και καθίσταται χρήσιμο για τη λειτουργία του μετατροπέα μόνο μετά τη δύση του ηλίου.

Λειτουργία κυκλώματος

Αναφερόμενος στο διάγραμμα κυκλώματος, είμαστε σε θέση να παρακολουθήσουμε μια απλή ρύθμιση χρησιμοποιώντας ένα ηλιακό πλαίσιο, έναν μετατροπέα και μια μπαταρία.

Οι τρεις μονάδες συνδέονται μέσω α κύκλωμα ηλιακού ρυθμιστή που κατανέμει την ισχύ στις αντίστοιχες μονάδες μετά από κατάλληλους κανονισμούς της λαμβανόμενης ισχύος από το ηλιακό πάνελ.

Υποθέτοντας ότι η τάση είναι 36 και το ρεύμα να είναι 10 αμπέρ από το ηλιακό πλαίσιο, ο μετατροπέας επιλέγεται με τάση λειτουργίας εισόδου 24 βολτ @ 6 αμπέρ, παρέχοντας συνολική ισχύ περίπου 120 watt.

Ένα κλάσμα του ενισχυτή ηλιακών συλλεκτών που ανέρχεται σε περίπου 3 ενισχυτές εξοικονομείται για τη φόρτιση μιας μπαταρίας, που προορίζεται να χρησιμοποιηθεί μετά το ηλιοβασίλεμα.

Υποθέτουμε επίσης ότι το ηλιακό πλαίσιο είναι τοποθετημένο πάνω από ένα ηλιακός ανιχνευτής έτσι ώστε να είναι σε θέση να εκπληρώσει τις καθορισμένες απαιτήσεις εφόσον ο ήλιος είναι ορατός πάνω από τον ουρανό.

Η ισχύς εισόδου των 36 βολτ εφαρμόζεται στην είσοδο ενός ρυθμιστή ο οποίος μειώνει τα 24 βολτ.

Το φορτίο που είναι συνδεδεμένο στην έξοδο του μετατροπέα επιλέγεται έτσι ώστε να μην πιέζει τον μετατροπέα περισσότερο από 6 αμπέρ από το ηλιακό πλαίσιο. Από τους υπόλοιπους 4 αμπέρ, παρέχονται 2 αμπέρ στην μπαταρία για φόρτιση.

Οι υπόλοιποι 2 ενισχυτές δεν χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της καλύτερης απόδοσης ολόκληρου του συστήματος.

Τα κυκλώματα είναι όλα αυτά που έχουν ήδη συζητηθεί στα blog μου, μπορούμε να δούμε πώς αυτά διαμορφώνονται έξυπνα το ένα στο άλλο για την εφαρμογή των απαιτούμενων λειτουργιών.

Για πλήρες σεμινάριο, ανατρέξτε σε αυτό το άρθρο: Εκμάθηση Solar Inverter

Λίστα ανταλλακτικών για την ενότητα φορτιστή LM338

Όλες οι αντιστάσεις είναι 1/4 watt 5% CFR, εκτός εάν ορίζεται.
R1 = 120 ohms
P1 = 10K pot (2K εμφανίζεται λανθασμένα)
R4 = αντικαταστήστε το iit με έναν σύνδεσμο
R3 = 0,6 x 10 / Μπαταρία AH
Τρανζίστορ = BC547 (όχι BC557, εμφανίζεται λανθασμένα)
Ρυθμιστής IC = LM338
Λίστα ανταλλακτικών για την ενότητα μετατροπέα
Όλα τα μέρη είναι 1/4 watt εκτός αν ορίζεται
R1 = 100k ποτ
R2 = 10Κ
R3 = 100Κ
R4, R5 = 1Κ
T1, T2 = mosfer IRF540
N1 --- N4 = IC 4093

Τα υπόλοιπα μέρη δεν χρειάζεται να προσδιοριστούν και μπορούν να αντιγραφούν όπως φαίνεται στο διάγραμμα.

Για φόρτιση μπαταριών έως 250 Ah

Το τμήμα φορτιστή στο παραπάνω κύκλωμα μπορεί να αναβαθμιστεί κατάλληλα για να επιτρέψει τη φόρτιση μπαταριών υψηλής τάσης από 100 AH έως 250 Ah.

Για 100Ah μπαταρία μπορείτε απλά να αντικαταστήσετε το LM338 με LM196 που είναι μια έκδοση 10 amp του LM338.

Εξωλέμβια τρανζίστορ TIP36 είναι κατάλληλα ενσωματωμένο στο IC 338 για τη διευκόλυνση των απαιτούμενων υψηλή τρέχουσα φόρτιση .

Η αντίσταση εκπομπού του TIP36 πρέπει να υπολογιστεί κατάλληλα, διαφορετικά το τρανζίστορ μπορεί απλώς να σβήσει, να το κάνει με τη μέθοδο δοκιμής και σφάλματος, να ξεκινήσει αρχικά με 1 ohm και, στη συνέχεια, να το μειώσει σταδιακά μέχρι να επιτευχθεί η απαιτούμενη ποσότητα ρεύματος στην έξοδο.

ηλιακός μετατροπέας υψηλής ισχύος με φορτιστή μπαταρίας ρεύματος

Προσθήκη δυνατότητας PWM

Για να εξασφαλιστεί μια σταθερή έξοδος 220V ή 120V, θα μπορούσε να προστεθεί ένας έλεγχος PWM στα παραπάνω σχέδια, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Όπως φαίνεται, η πύλη Ν1 η οποία βασικά έχει διαμορφωθεί ως ταλαντωτής 50 ή 60Hz, ενισχύεται με διόδους και ένα δοχείο για την ενεργοποίηση μιας επιλογής μεταβλητού κύκλου λειτουργίας.

Κύκλωμα ελεγχόμενου ηλιακού μετατροπέα PWM

Ρυθμίζοντας αυτό το δοχείο μπορούμε να αναγκάσουμε τον ταλαντωτή να δημιουργήσει συχνότητες με διαφορετικές περιόδους ON / OFF οι οποίες με τη σειρά τους θα ενεργοποιήσουν mosfets για ενεργοποίηση και απενεργοποίηση με τον ίδιο ρυθμό.

Ρυθμίζοντας το χρονισμό ON / OFF του mosfet μπορούμε να αλλάξουμε αναλογικά την τρέχουσα επαγωγή στον μετασχηματιστή, ο οποίος τελικά θα μας επιτρέψει να προσαρμόσουμε την τάση εξόδου RMS του μετατροπέα.

Μόλις καθοριστεί η έξοδος RMS, ο μετατροπέας θα είναι σε θέση να παράγει μια σταθερή έξοδο ανεξάρτητα από τις παραλλαγές της ηλιακής τάσης, έως ότου φυσικά η τάση πέσει κάτω από τις προδιαγραφές τάσης της πρωτεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή.

Solar Inverter Χρησιμοποιώντας IC 4047

Όπως περιγράφηκε προηγουμένως, μπορείτε να συνδέσετε οποιονδήποτε επιθυμητό μετατροπέα με έναν ηλιακό ρυθμιστή για την εφαρμογή μιας εύκολης λειτουργίας ηλιακού μετατροπέα.

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει πόσο απλό Μετατροπέας IC 4047 μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τον ίδιο ηλιακό ρυθμιστή για λήψη 220 V AC ή 120 V AC από το ηλιακό πάνελ.

Solar Inverter χρησιμοποιώντας IC 555

Παρόμοια, αν σας ενδιαφέρει να δημιουργήσετε έναν μικρό ηλιακό μετατροπέα χρησιμοποιώντας το IC 555, μπορείτε πολύ καλά να το κάνετε, ενσωματώνοντας ένα Μετατροπέας IC 555 με ηλιακό πάνελ για τη λήψη του απαιτούμενου 220V AC.

Solar Inverter χρησιμοποιώντας 2N3055 Transistor

ο 2Ν3055 τρανζίστορ είναι πολύ δημοφιλείς σε όλους τους λάτρεις των ηλεκτρονικών. Και αυτό το καταπληκτικό BJT σας επιτρέπει να δημιουργήσετε αρκετά ισχυρούς μετατροπείς με ελάχιστο αριθμό ανταλλακτικών.

Εάν είστε ένας από αυτούς τους λάτρεις που έχουν μερικές από αυτές τις συσκευές στο κουτί ανεπιθύμητης αλληλογραφίας σας και ενδιαφέρεστε να δημιουργήσετε έναν δροσερό μικρό ηλιακό μετατροπέα χρησιμοποιώντας τους, τότε ο ακόλουθος απλός σχεδιασμός μπορεί να σας βοηθήσει να πραγματοποιήσετε το όνειρό σας.

Απλός ηλιακός μετατροπέας χωρίς ελεγκτή φορτιστή

Για χρήστες που δεν επιθυμούν να συμπεριλάβουν τον ελεγκτή φορτιστή LM338, για λόγους απλότητας, η ακόλουθη απλούστερη σχεδίαση φωτοβολταϊκών φαίνεται καλή.

Ακόμα κι αν το battey μπορεί να φανεί χωρίς ρυθμιστή, η μπαταρία θα εξακολουθεί να φορτίζεται βέλτιστα, με την προϋπόθεση ότι το ηλιακό πάνελ λαμβάνει την απαιτούμενη επαρκή ποσότητα άμεσης ηλιοφάνειας.

Η απλότητα του σχεδιασμού δείχνει επίσης το γεγονός ότι μπαταρίες μολύβδου οξέος τελικά δεν είναι τόσο δύσκολο να φορτιστούν.

Θυμηθείτε, μια πλήρως αποφορτισμένη μπαταρία (κάτω των 11V) μπορεί να απαιτεί τουλάχιστον 8 ώρες έως 10 ώρες φόρτισης έως ότου ο μετατροπέας μπορεί να ενεργοποιηθεί για την απαιτούμενη μετατροπή 12V σε 220V AC.

Simple Solar to AC Κύρια μετάβαση

Εάν θέλετε το σύστημα ηλιακού μετατροπέα σας να έχει τη δυνατότητα αυτόματης εναλλαγής από ηλιακό πάνελ σε δίκτυο AC, μπορείτε να προσθέσετε την ακόλουθη τροποποίηση ρελέ στην είσοδο του ρυθμιστή LM338 / LM196:

Ο προσαρμογέας 12V πρέπει να έχει βαθμολογία ώστε να ταιριάζει με την τάση της μπαταρίας και τις προδιαγραφές Ah. Για παράδειγμα, αν η μπαταρία έχει ονομαστική τιμή 12 V 50 Ah, τότε ο προσαρμογέας 12V μπορεί να ονομαστεί στα 15V έως 20 V και 5 amp

Solar Inverter χρησιμοποιώντας Buck Converter

Στην παραπάνω συζήτηση μάθαμε πώς να φτιάχνουμε έναν απλό ηλιακό μετατροπέα με φορτιστή μπαταρίας χρησιμοποιώντας γραμμικά IC όπως το LM338, LM196 , τα οποία είναι εξαιρετικά όταν η τάση και το ρεύμα του ηλιακού πλαισίου είναι ίδια με τις απαιτήσεις του μετατροπέα.

Σε τέτοιες περιπτώσεις η ισχύς του μετατροπέα είναι μικρή και περιορισμένη. Για φορτία μετατροπέων με σημαντικά υψηλότερη ισχύ, η ισχύς εξόδου του ηλιακού πλαισίου θα πρέπει επίσης να είναι μεγάλη και ισοδύναμη με τις απαιτήσεις.

Σε αυτό το σενάριο, το ρεύμα του ηλιακού συλλέκτη θα πρέπει να είναι σημαντικά υψηλό. Όμως, επειδή τα ηλιακά πάνελ είναι διαθέσιμα με υψηλό ρεύμα, χαμηλής τάσης, η παραγωγή ηλιακού μετατροπέα υψηλής ισχύος με τάξη από 200 watt έως 1 kva δεν φαίνεται εύκολα εφικτή.

Ωστόσο, οι ηλιακοί συλλέκτες υψηλής τάσης και χαμηλού ρεύματος είναι εύκολα διαθέσιμοι. Και δεδομένου ότι η ισχύς είναι W = V x Ι , τα ηλιακά πάνελ με υψηλότερες τάσεις μπορούν εύκολα να συμβάλουν σε ένα ηλιακό πάνελ υψηλότερης ισχύος.

Τούτου λεχθέντος, αυτά τα ηλιακά πάνελ υψηλής τάσης δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εφαρμογές μετατροπέα χαμηλής τάσης και υψηλής ισχύος, καθώς οι τάσεις ενδέχεται να μην είναι συμβατές.

Για παράδειγμα, εάν διαθέτουμε ηλιακό πλαίσιο 60 V, 5 Amp και μετατροπέα 12 V 300 watt, αν και η βαθμολογία ισχύος των δύο ομολόγων μπορεί να είναι παρόμοια, δεν μπορεί να συνδεθεί λόγω ανισότητας τάσης / ρεύματος.

Αυτό είναι όπου a μετατροπέας buck έρχεται πολύ βολικό και μπορεί να εφαρμοστεί για τη μετατροπή της περίσσειας τάσης του ηλιακού πλαισίου σε υπερβολικό ρεύμα και τη μείωση της περίσσειας τάσης, σύμφωνα με τις απαιτήσεις του μετατροπέα.

Δημιουργία κυκλώματος ηλιακού μετατροπέα 300 Watt

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να φτιάξουμε ένα κύκλωμα μετατροπέα 12 V 300 Vatt από ένα ηλιακό πάνελ με ονομαστική τιμή 32 V, 15 Amps.

Για αυτό θα χρειαστούμε ρεύμα εξόδου 300/12 = 25 Amps από τον μετατροπέα buck.

Ο παρακάτω απλός μετατροπέας buck από το ti.com φαίνεται εξαιρετικά αποδοτικός στην παροχή της απαιτούμενης ισχύος για τον ηλιακό μετατροπέα 300 watt.

Διορθώνουμε τις σημαντικές παραμέτρους του μετατροπέα buck όπως δίνονται στους ακόλουθους υπολογισμούς:

Απαιτήσεις σχεδιασμού
• Τάση ηλιακού πλαισίου VI = 32 V
• Έξοδος μετατροπέα Buck VO = 12 V
• Έξοδος μετατροπέα Buck IO = 25 A
• Συχνότητα λειτουργίας μετατροπέα Buck fOSC = συχνότητα μεταγωγής 20 kHz
• VR = 20-mV από κορυφή σε κορυφή (VRIPPLE)
• ΔΙΛ = 1,5-A αλλαγή ρεύματος επαγωγέα

d = κύκλος λειτουργίας = VO / VI = 12 V / 32 V = 0,375
f = 20 kHz (στόχος σχεδίασης)
τόνος = ώρα ενεργοποίησης (S1 κλειστό) = (1 / f) × d = 7,8 μs
toff = time off (S1 ανοιχτό) = (1 / f) - τόνος = 42,2 μs
L ≉ (VI – VO ) × ton/ΔIL
≉ [(32 V - 12V) × 7,8 μs] / 1,5 A
≉ 104 μΗ

Αυτό μας παρέχει τις προδιαγραφές του επαγωγέα μετατροπέα buck. Το καλώδιο SWG μπορεί να βελτιστοποιηθεί μέσω κάποιων δοκιμών και σφαλμάτων. Ένα σύρμα 16 SWG σμάλτο χαλκού πρέπει να είναι αρκετά καλό για να χειρίζεται ρεύμα 25 Amps.

Υπολογισμός του πυκνωτή φίλτρου εξόδου για τον μετατροπέα Buck

Αφού καθοριστεί ο επαγωγέας buck εξόδου, η τιμή του πυκνωτή φίλτρου εξόδου μπορεί να επεξεργαστεί ώστε να ταιριάζει με τις προδιαγραφές κυματισμού εξόδου. Ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής θα μπορούσε να φανταστεί σαν μια σειρά σχέσεων επαγωγής, αντίστασης και χωρητικότητας. Για να προσφέρει αξιοπρεπές φιλτράρισμα κυματισμού, η συχνότητα κυματισμού πρέπει να είναι πολύ χαμηλότερη από τις συχνότητες όπου η αυτεπαγωγή της σειράς γίνεται κρίσιμη.

Επομένως, και τα δύο κρίσιμα στοιχεία είναι η χωρητικότητα και η αποτελεσματική αντίσταση σειράς (ESR). Το υψηλότερο ESR υπολογίζεται σύμφωνα με τη σχέση μεταξύ της επιλεγμένης τάσης κυματισμού από κορυφή σε κορυφή και του ρεύματος κυματισμού από κορυφή σε κορυφή.

ESR = ΔVo (κυματισμός) / ΔIL = V / 1,5 = 0,067 Ohms

Η χαμηλότερη τιμή χωρητικότητας C που συνιστάται για τη φροντίδα της τάσης κυματισμού VO σε μικρότερη από την απαίτηση σχεδιασμού των 100 mV εκφράζεται στους ακόλουθους υπολογισμούς.

C = ΔIL / 8fΔVo = 1,5 / 8 x 20 x 10³x 0,1 V = 94 uF , αν και υψηλότερο από αυτό θα βοηθήσει μόνο στη βελτίωση της απόκρισης κυματισμού εξόδου του μετατροπέα buck.

Ρύθμιση της εξόδου Buck για τον ηλιακό μετατροπέα

Για να ρυθμίσουμε με ακρίβεια την έξοδο 12 V, 25 Amps πρέπει να υπολογίσουμε τις αντιστάσεις R8, R9 και R13.

Το R8 / R9 αποφασίζει την τάση εξόδου που θα μπορούσε να τροποποιηθεί τυχαία χρησιμοποιώντας 10K για R8 και 10k pot για R9. Στη συνέχεια, ρυθμίστε το δοχείο 10K για να λάβετε την ακριβή τάση εξόδου για τον μετατροπέα.

Το R13 γίνεται η τρέχουσα αντίσταση ανίχνευσης για τον μετατροπέα buck και διασφαλίζει ότι ο μετατροπέας δεν μπορεί ποτέ να αντλήσει ρεύμα άνω των 25 Amp από τον πίνακα, και να κλείσει σε ένα τέτοιο σενάριο.

Οι αντιστάσεις R1 και R2 καθορίζουν την αναφορά περίπου 1 V για την αντίστροφη είσοδο του TL404 εσωτερικού ρεύματος που περιορίζει τον ενισχυτή. Η αντίσταση R13, η οποία συνδέεται εν σειρά με το φορτίο, παρέχει 1 V στον ακροδέκτη μη αναστροφής του τρέχοντος περιορισμού σφάλματος op amp μόλις το ρεύμα μετατροπέα επεκταθεί στα 25 A. Το PWM για τα BJT περιορίζεται έτσι κατάλληλα σε ελέγξτε την περαιτέρω πρόσληψη ρεύματος. Η τιμή R13 υπολογίζεται όπως δίνεται κάτω από:

R13 = 1 V / 25 A = 0,04 Ohms

Ισχύς = 1 x 25 = 25 watt

Μόλις δημιουργηθεί και δοκιμαστεί ο παραπάνω μετατροπέας buck για την απαιτούμενη μετατροπή της περίσσειας τάσης πίνακα σε υπερβολικό ρεύμα εξόδου, ήρθε η ώρα να συνδέσετε οποιαδήποτε καλή ποιότητα 300 watt μετατροπέας με τον μετατροπέα buck, με τη βοήθεια του ακόλουθου διαγράμματος μπλοκ:

Solar Inverter / Charger for Science Project

Το επόμενο άρθρο παρακάτω εξηγεί ένα απλό κύκλωμα ηλιακού μετατροπέα για αρχάριους ή μαθητές.

Εδώ η μπαταρία συνδέεται απευθείας με τον πίνακα για λόγους απλότητας και ένα αυτόματο σύστημα ρελέ εναλλαγής για την εναλλαγή της μπαταρίας στον μετατροπέα ελλείψει ηλιακής ενέργειας.

Το κύκλωμα ζητήθηκε από την κυρία Swati Ojha.

Τα στάδια κυκλώματος

Το κύκλωμα αποτελείται κυρίως από δύο στάδια, δηλαδή: α απλός μετατροπέας και η αυτόματη εναλλαγή ρελέ.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα το φως του ήλιου παραμένει αρκετά ισχυρό, η τάση του πίνακα χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της μπαταρίας και επίσης για τροφοδοσία του μετατροπέα μέσω των επαφών αλλαγής ρελέ.

Η αυτόματη προεπιλογή κυκλώματος αλλαγής ρυθμίζεται έτσι ώστε το σχετικό ρελέ να απενεργοποιείται όταν η τάση του πίνακα πέσει κάτω από 13 βολτ.

Η παραπάνω ενέργεια αποσυνδέει το ηλιακό πλαίσιο από το μετατροπέα και συνδέει τη φορτισμένη μπαταρία με το μετατροπέα, έτσι ώστε τα φορτία εξόδου να συνεχίσουν να λειτουργούν χρησιμοποιώντας την ισχύ της μπαταρίας.

Λειτουργία κυκλώματος:

Οι αντιστάσεις R1, R2, R3, R4 μαζί με T1, T2 και ο μετασχηματιστής σχηματίζουν το τμήμα αντιστροφέα. 12 βολτ εφαρμόζονται στην κεντρική βρύση και το έδαφος ξεκινά αμέσως τον μετατροπέα, ωστόσο εδώ δεν συνδέουμε την μπαταρία απευθείας σε αυτά τα σημεία, αλλά μέσω ενός σταδίου αλλαγής ρελέ.

“τύπου p έναντι n-τύπου ”

Το τρανζίστορ T3 με τα σχετικά εξαρτήματα και το ρελέ σχηματίζει την αλλαγή του ρελέ στο στάδιο. Το LDR διατηρείται έξω από το σπίτι ή σε μια θέση όπου μπορεί να αισθανθεί το φως της ημέρας.

Η προεπιλογή P1 ρυθμίζεται έτσι ώστε το T3 να σταματάει να αγωγεί και να διακόπτει το ρελέ σε περίπτωση που το φως περιβάλλοντος πέσει κάτω από ένα ορισμένο επίπεδο, ή απλά όταν η τάση πέσει κάτω από 13 volt.

Αυτό προφανώς συμβαίνει όταν το φως του ήλιου γίνεται πολύ ασθενές και δεν είναι πλέον σε θέση να διατηρήσει τα καθορισμένα επίπεδα τάσης.

Ωστόσο, όσο το φως του ήλιου παραμένει έντονο, το ρελέ παραμένει ενεργοποιημένο, συνδέοντας την τάση του ηλιακού πλαισίου απευθείας στον μετατροπέα (κεντρική βρύση μετασχηματιστή) μέσω των επαφών N / O. Έτσι ο μετατροπέας μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέσω του ηλιακού συλλέκτη κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Το ηλιακό πάνελ χρησιμοποιείται επίσης ταυτόχρονα για τη φόρτιση της μπαταρίας μέσω D2 κατά τη διάρκεια της ημέρας, έτσι ώστε να φορτίζεται πλήρως μέχρι τη στιγμή που το σούρουπο.

Το ηλιακό πλαίσιο επιλέγεται έτσι ώστε να μην παράγει ποτέ περισσότερα από 15 βολτ ακόμη και σε μέγιστα επίπεδα φωτός του ήλιου.
Η μέγιστη ισχύς από αυτόν τον μετατροπέα δεν θα υπερβαίνει τα 60 watt.

Λίστα ανταλλακτικών για τον προτεινόμενο ηλιακό μετατροπέα με κύκλωμα φορτιστή που προορίζεται για επιστημονικά έργα.