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(diǎn),繼電器線圈受三極管Q2控制,當(dāng)太陽能電池受光照時,Ql導(dǎo)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,Ql截止而02導(dǎo)通,交流電經(jīng)常開觸點(diǎn)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(shù),經(jīng)過內(nèi)部電路分析,進(jìn)而通過Q3對輸出電壓、電流進(jìn)行控制。
Rs取值為0.025Ω,充電電流最大為10A,根據(jù)蓄電池的容量大小??筛淖僐s以改變充電電流。
在恒流快速充電狀態(tài)下。充電器輸出恒定的充電電流Imax.同時充電器監(jiān)視電池兩端電壓。當(dāng)電池電壓達(dá)到轉(zhuǎn)換電壓V12時,電池的電量已恢復(fù)到容量的70%~90%。充電器轉(zhuǎn)入過充電狀態(tài),在此狀態(tài)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(xù)下降。當(dāng)充電電流下降到Iocr時,電池容量已達(dá)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(jìn)入浮充狀態(tài)。此時UC3906的⑩腳輸出高電平,LM2903的①腳輸出低電平。發(fā)光二極管發(fā)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(jì)算:
Voc=Vmq[1+(R3+R4),R6+(R3+R4)/R51Vf=Vref[l+(R3+R4)/R6]
Vl2=0.95VocV3l=0.9VvImax=O.25/RsIoct=O.025/Rs在本系統(tǒng)中。取設(shè)定值為:Voc=15V,Vf=14C,Imax=lOA,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(diǎn)附近不會產(chǎn)生振蕩。
R10、RPl、RP2、U2B、Q4、Q5和K2組成過放電壓檢測比較控制電路。
電位器RPl、RP2起設(shè)定過放電壓的作用??烧{(diào)三端穩(wěn)壓器LM317給LM2903提供穩(wěn)定的8V工作電壓。
當(dāng)蓄電池端電壓大于預(yù)先設(shè)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(dǎo)通,K2動作,其常開觸點(diǎn)閉合,LED2發(fā)光指示負(fù)載工作正常;蓄電池對負(fù)載放電時端電壓會逐漸降低,當(dāng)端電壓降低到小于預(yù)先設(shè)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(dǎo)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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