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无线电电子与电气工程百科全书 自制太阳能充电器。 无线电电子电气工程百科全书
夏季即将来临，又到了度假、亲近大自然的季节。 因此，在多次下乡后，我受了汽油发电机笨重、噪音大、臭味的困扰，决定买一个太阳能充电器。 我需要给便携式收音机、电子阅读器、笔记本电脑、LED 手电筒、相机和手机充电，使用 LED 灯，还可能为 12 伏铅电池充电。 互联网上存在用于为所列设备充电的充电器，但它们非常昂贵并且太阳能电池板很弱。 一如既往，我们，养老金领取者，面临着压力，我们并不寻找简单的方法。 我提请您注意我的设计，该设计是根据互联网上的出版物和我的修改而编写的。 我的充电器功率为 20 瓦，由两块 12 V - 10 W 30x35 厘米的面板组成，展开位置太阳能电池板的尺寸为 35x60 厘米。它直接从面板提供 14 V - 20 W 的稳定输出电压，从内置电池 14,8 4,3 V - 5 Ah 为笔记本电脑或平板电脑供电，以及两个 USB 输出，每个输出 4,3 V - 5 安培小时，总共 8,6 V - XNUMX Ah。
该面板以“外交官”的形式组装，关闭时可以完全防止面板本身损坏。 事实上，两个内置7,4V 4,3安时电池的独立充电器就是在这里制作的。 串联时，输出电压为 14,8 伏。 4,3 安培小时，满足我们夜间的需求，或者两个 7,4 伏电池组，总共 8,6 安培小时。 还有用于为铅电池充电的输出。 我使用的是退役笔记本电脑电池中的锂电池。 通常，电池的某一部分出现故障并且电池无法充电。 我只选择了运营银行。 您可以使用任何电池，该电路允许您调整设备输出的稳定电压。 就我而言，用于为 8,4V 锂电池、14V 铅电池和 USB 设备以及 5V 手机充电。 有了这些电压并使用限流电阻，您就可以为1,2V至12-14V的各种设备充电。您可以使用一块12V - 10W面板，那么外交官将减半薄，并且为电池充电的时间更长。 设计方案 我们需要的是两块 12V-10W 太阳能电池板，在我的例子中，这些是中国制造的电池板，每块售价 18 美元，总计 18x2=36 美元。 您可以在铝制框架中使用其他型号。
您还需要一个环将面板连接成“外交官”；您还可以使用橱柜上的两个合适的铰链。
在我的例子中，USB 插座是系统单元后面板的附加插座；您可以使用从 USB 延长线上剪下的 USB 插座，但必须使用胶水或夹子将它们固定在面板上。
电池、两个超亮 LED（可通过手电筒使用）- 用于指示充电，并在夜间（如果不使用强大的 LED 灯）在帐篷内照明。 开关和其他小东西，一切都可以在附图中看到。
由于不允许电池完全放电，因此设计使用电池放电控制单元，当锂电池电压降至 6,1 V 时关闭内置电池（您可以轻松地将其更改为电池的任何电压），如果输出短路，电池也会关闭。 该图显示了一个充电器单元的完整图。 我为每个面板都有自己的单元和电池，您可以简单地将面板并联并使用一个单元；图中的虚线显示了如何将第二个太阳能电池板正确连接到一个稳定单元。
由于不允许电池完全放电，因此设计使用电池放电控制单元，当锂电池电压降至 6,1 V 时关闭内置电池（您可以轻松地将其更改为电池的任何电压），如果输出短路，电池也会关闭。 该图显示了一个充电器单元的完整图。 我为每个面板都有自己的单元和电池，您可以简单地将面板并联并使用一个单元；图中的虚线显示了如何将第二个太阳能电池板正确连接到一个稳定单元。 该计划的描述 SZ1 - 太阳能电池板，二极管 VD1 和 VD2 在通过网络适配器充电时保护太阳能电池板，并防止输入端极性反转。 VD2 - 在稳定器输入端无电压的情况下，保护可调稳定器 DD1 免遭故障。 稳压器DD1、DD2可以让您获得稳定的充电电压。 我们使用电阻器 R1、R2 设置电池充电所需的电压。 电阻器 R4 用于限制电池放电时的电流；对于我来说，其标称值为 1 欧姆，约为 1-1,25 A。通过电阻器 R5，我们设置通过指示和背光 LED VD4 的电流。 LED 用于指示内置电池的连接并指示是否存在充电电压。 电阻器 R6-R9 包含用于设置 USB 所需电平的分压器。 钥匙开关 SA1 允许您选择使用模式；在 14V 位置，我们可以为外部引线或其他电池充电，而触点 SA1/2 则断开面板内置电池的连接。 在8,4V位置，连接内置电池，由太阳能电池板提供电压进行充电，晚上也可以使用它为任何设备充电和为LED灯供电（我有一个LED USB灯对于计算机）。 在经济模式下，对于帐篷内的夜间照明，超亮LED的发光就足够了，而内置电池的总电流消耗为10mA（5mA LED和5mA KREN5V稳定器）。负载电流1-20A时电压16-1,5V。 使用太阳能设备 当内置电池完全放电时（电池保护单元已断开电池），设备才会开启，仅发生在SA1 8,4V模式下，而触点组SA1/2将解锁电池的操作，当网络适配器提供充电电压或太阳能电池板打开时，它会自动连接充电。电池板在阳光下，点亮的 LED 会指示充电电压的存在。 在没有足够照明的情况下，通过短按 KH1 按钮在 SA8,4 1V 模式下激活已充电电池的操作；发光的 LED 将指示电池已连接。 一旦手机和其他设备充电完成，将 SA1 移至 14V 位置，我们关闭内置电池，LED 将熄灭。 通过设置SA1-14V，用阳光照射太阳能电池板或连接交流适配器，外部电池的输出连接器将产生14V的稳定电压，也可以用于为便携式收音机充电。 在这种情况下，无论内置电池如何，USB 连接器都会有 5 伏的电压来为 USB 设备充电。 在SA1-8,4V位置，用阳光照射太阳能电池板或连接网络适配器，输出连接器处会有电池电压，在给内置电池充电时，会升至8,4V。此时，USB 连接器处将出现 5 伏电压。 为了照亮帐篷，我使用了设计为连接USB的5伏LED灯，我将它们连接到USB输出，由于XNUMX伏电压稳定，灯稳定发光，直到内置电池完全放电。 电池控制单元可保护内置昂贵的电池免遭因短路和完全放电而导致的故障，并且还允许您在待机存储模式下将充满电的电池与电路断开。 通过更换稳压二极管VD1和选择电阻R3，可以将其调整为任意关断电压，例如，对于12伏铅酸电池，最小电压不应低于9-10伏。 短按KH1按钮可以在8,4V模式下连接内置电池；同样在8,4V模式下，当GN1插座上有电压或太阳能电池板暴露在阳光下时，电池会自动连接。 设置步骤 稳定器块 要设置稳定器单元，以防万一，请关闭太阳能电池板并将电源电压施加到 GN1 插座。 我们将开关 SA1 切换到 14V 位置，并通过电阻 R2 将外部电池连接器 1 引脚上的电压设置为 14 伏，然后在断开内置电池 SA1 的情况下，通过电阻 R8,4 切换到位置 1V将外部电池连接器 8,4 针的电压设置为 1 伏（如果我们使用另一个内置电池，则设置不同的电压）。 请务必从 14V 模式开始调校！ 然后我们连接放电完的内置电池，选择电阻R4（用电炉上的一块镍铬合金螺旋制成），并将最大充电电流设置为1-1,25A。 需要考虑的是，在充电输出端，当两块500A电池板并联运行时，一块太阳能电池板的充电电流不会超过1mA；当通过网络适配器充电时，充电电流将达到1-1,25A。 电池控制单元 我们将一个可调电源连接到设备的输入端，将电压设置为 12-14 V，然后通过 1 kohm 电阻器将 LED 连接到输出端，而不是电池。 短按KH1按钮，LED应亮起，然后逐渐降低电源电压直至LED熄灭，并测量电池控制单元输入端的电压；该电压将对应于电池关闭电压。 通过选择电池块的电阻R3，我们将保护响应电压设置为6,1V。 交替增加电源电压并按下 KH1 按钮，启动电池，并通过降低电压进行多次测量，以确保保护设置正确。 此外，无论电池输入电压如何，将 A 点和 B 点彼此闭合都会导致电池立即断开。 通过用更高或更低电压替换齐纳二极管并选择电阻器 R3，您可以将保护调整为任何电压。 安装 这些块安装在两个独立的玻璃纤维板上；部件位于印刷电路侧。 安装轨道是通过用钢锯条在金属尺下切割而成的。 电路板的尺寸允许您使用任何部件。 电池控制单元板图如图1、2所示，稳定器板图如图4、5所示 图 1-3：
电池控制单元 图 4-5：
稳定板 稳定器 IC 通过取自故障计算机电源的绝缘垫片直接安装在太阳能电池板的铝框架上。 电路板和电池用双面胶带粘合，并用硅酮热熔胶沿轮廓密封。 指示LED也采用硅胶热熔胶粘合。 电池组的场效应晶体管使用 60 瓦烙铁直接焊接到电路板的箔片上。
设备内部视图
Детали DD1 稳定器可以替换为任何适用于 3-5 A 电压高达 35 V 的可调稳定器，例如 LM317、LM117。 USB 5 V DD2 稳定器可以替换为任何电流为 5-2A 的 3 伏稳定器，例如 KR142EN5A 或 LM 7805。
稳定剂 FR156 二极管可替换为任何设计电流至少为 1,5A 的硅二极管，例如 FR302、FR207、CT2A05 等。 电池组的KT361E晶体管可以用任何字母的类似晶体管或KT3107替换。 电池组的场效应晶体管可以替换为任何从旧主板焊接的具有N型沟道（N沟道增强型MOSFET）的场效应晶体管，通常，晶体管的功率和电流在这种情况下主板不低于10A。
场效应晶体管 “外交”闩锁的设计是由木材或任何其他钢锯条的一片片簧制成的。 这些孔是用冲头打出来的，因为在不释放金属的情况下钻孔并不容易。
外交门闩 用于连接网络适配器和外部电池的连接器可以是任何东西，但最好是与外壳隔离的触点，因为我有两个单独的充电器，您可以通过这些连接器使用跳线串联连接面板并获得 28 的总电压伏为 24 伏设备充电。 如果公共电线和其中一个触点连接到面板主体上，则不可能将两个面板串联。 为了将公共线与电池板主体隔离，DD2 芯片通过垫片隔离；如果您不打算串联内置电池或使用一个稳定块用于两个太阳能电池板，则 DD2 芯片不需要被孤立。 面板的反面覆盖有胶合板盖；也可以使用塑料；“外交官”的外观很大程度上取决于盖的质量。 盖子用 M3 螺钉固定，沉头螺钉嵌入胶合板中，这样螺钉头就不会划伤桌子。 面板体具有 M3 螺纹，用于紧固盖板 携带时，使用学生书包中带有登山扣的尼龙肩带，并将登山扣环固定在充电器主体上。 大概就是这样。 我认为有足够的信息可以根据自己的条件进行重复或创造性的加工。 73！ 尊重所有人！ 作者：Milyushin Sergey Anatolyevich，ur3id@yandex.ru
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