3R33用于太阳能电池的DC-DC电路（10A电流请各位高手进）

qdliuji

不少坛友有或准备买太阳电池板用于电池充电，用于太阳能电池的降压电路和电源用的有些区别，主要差异在太阳能电池内阻很高，如果DC-DC电路没考虑这点的话不能充分利用太阳能输出。个人认为给单节锂电池充电可按照两种方法选择太阳能电池，高压输入和低压输入，低压输入宜选择6伏输入，能保证一定的压差输出额定电流，缺点是效率低些，高压输入不宜超过20伏，主要是后面DC-DC电路有一定限制，效率较高。我用的3R33模块，价格便宜效率也不低，电路如下图：
      3R33要拆除输出稳压管（低于5伏也可不拆）、上臂电阻，输入输出要加220UF以上电容，在ADJ端到正极输出接100K可调电阻改变输出电压，PNP管可选9012等，漏电要小。装好后输出串20-50毫欧电阻接锂电池，上面并电压表，调整PNP管基极可调电阻使数值最大即可。原理是太阳能电池内阻高，输出负载重时输入电压也会被拉低，电压未拉低时PNP管截止，对电路无影响，电压拉低时PNP管开始导通，降低3R33上臂电阻值，输出电压下降，负载降低输入电压升高。这个简单电路能有效提高太阳能电池利用率。由于太阳能功率输出有限，串肖特基损耗较大，可在3R33输出串双MOS的防反电路，压降只有十几毫伏。

11楼兄弟要求10A电流下加充电控制电路，欢迎给位高手给出方案。

qdliuji

给LZ提个问题：我现在用的是160W的太阳能电池板，最大充电电流可达到10A（12V电瓶），目前用的是二极管隔离后直充电瓶。用3R33能限压在15V左右吗，一个电流不足，三、四个并联能达到10A电流的要求，但如何并联为好。 ...
maojgo 发表于 2010-8-13 22:13

                               
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估计太阳能板输出是18-20伏的，你的太阳能电池板输出功率大，3R33电流不够，即使用电流足够的DC-DC压降也会有问题。如果是为了防止电池过充只需加个低压差线性稳压电路即可，很简单，用运放和PMOS调为14.5-14.6伏即可，选择合适的MOS可做成压降几十毫伏以下，电池没电时即使电流较大MOS发热也不大，只有电池快充满时MOS上压差大才会发热，充满后因电流小也不会发热。如果输出加防反MOS输入端的肖特基也可省去。用DC-DC电路可参照草鸟不飞的3R33均衡电路，用4块3R33并联。还可以用494开关板改造使用，将PNP改成PMOS，改限流电路和增大铜箔布线，我测过494做的DC-DC电路压差也很低。还有个简单方法，用单只3R33即可，用电压比较器检测电瓶电压，电压低于设定值用继电器输出控制太阳能板串肖特基直接给电瓶充电，高于设定值继电器动作串入3R33限压，因为电压高到一定程度电流不会大。

qdliuji

补充一下，最后一个用运放检测电池电压的电路最好用双窗口电压比较器，例如高于14.4伏切换到3R33，低于14伏切换到肖特基，否则可能因电流降低后出现电压下降引起继电器失控乱跳。

qdliuji

22# maojgo
太阳能电池板要先并联再串二极管防逆流。7只电瓶就好办了，太阳能输出串30A/45伏肖特基，分别给7只3R33供电，7只3R33调为输出14.6伏再串防反电路给电池充电。前提是7只电池电压不要差别太大。

qdliuji

LZ这也是好方法，不过太阳能电池板是一定要先串联二极管后再并联，以防止太阳能电池之间逆流。7只储能电瓶是并联的，按3R33的最大电流是3A，用4只调输出为14.6V同串防反电路，这样4只3R33电流可以满足充电的最大电流 ...
maojgo 发表于 2010-8-14 21:59

                               
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大功率的太阳能电池板都是小功率的串并联组成，所以相同的两块太阳能电池板是完全可以直接并联的。3R33直接并联可能会在带负载时不均衡（即使空载电压一致，因为有个体差异），所以我是设计每块电池用一只3R33。

qdliuji

其实。。。如果假设太阳能板输出电压被拉低到只有13~14V时还能输出满意的电流
那么根本不需要控制器。。。。
理论上，作为一个内阻较大的电源，当内阻与外阻相等时，该电源输出功率最大
此时输出电压正好是电源空载 ...
flykite 发表于 2010-8-14 23:07

                               
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DC-DC用做控制器作用有两个，一是电池电压很低时如11伏，3R33上压差近9伏，设置得当能提高输出电流（超出太阳能板额定输出电流），充满后限流防止过充。

qdliuji

33# 菜鸟不飞
不是没注意，而是太阳能板一般不会拆成几块的。

qdliuji

{:1_217:}不错不错,学习了不少~~~
正准备搞一个太阳能系统
蓄电池的话，铅酸电池是否是唯一合适的选择
理由：
1、充放电管理方便
2、电压与常见的逆变器匹配，逆变器本身就带了低压保护
3、成本？体积？ ...
flykite 发表于 2010-8-15 16:56

                               
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铅酸电池的性价比是最高的，UPS用的支持大电流深放电，也没有记忆效应，大容量电池首选铅酸。

qdliuji

本来想偷懒一下(其实我画图太差，也不记得具体电路)，只好画个原理框图，具体要查相关电路，看看有没有帮助
361491
国望堂 发表于 2010-8-15 18:04

                               
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555的最高耐压好像是15伏，不能直接用在20伏太阳能电池上。

qdliuji

谢谢菜鸟不飞，不过现在的问题是单块的太阳能电池板的输出已超过了4A，即需要二个3R33才能满足电流的需要，能有什么好的方法处理这个DC-DC的问题。如果要建造家庭用的太阳能系统，总的功率应当在1200W以上，这样才有 ...
maojgo 发表于 2010-8-15 17:35

                               
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较大功率的逆变器要48伏供电，主要为了降低供电电流。12伏供电负载1000瓦时电池工作电流会达到100A左右，而12伏电池最大容量好像只有200AH的。48伏可用4只12伏/100AH电池串联，1000瓦输出也不过20多A。如果用4组250瓦20伏太阳能电池或一组80伏/1000瓦太阳能电池给电瓶充电，就必须要专门设计的电路了，因输入电压太高。比较简单的方法用运放检测电池端电压，采用窗口电压比较器，超过58.4伏断开输入电压或串入限压电路，低于56伏接入充电电路。再就是用分立高耐压元件制作集电极输出低压差稳压器，自动控制输出电压，缺点是散热片比较大。

qdliuji

47# maojgo
不同容量的铅酸电池不能直接并联，输入输出都要加二极管隔离，可用MOS做防反电路，要选用大电流的NMOS，并且要加散热片。两个MOS的G极要加16-18伏稳压管保护防击穿，多只电瓶并联可用多只太阳能电池分别接3R33给电池充电，就是菜鸟不飞的方法，每块太阳能板输出功率不超过50瓦。

qdliuji

LZ的这段话，我有不同的看法，电压相同的不同容量电瓶是可以并联使用的，输入输出不加二极管隔离的。如输入输出都加二极管隔离的话，那就是效率低下，这输入输出一加二极管，效率就减掉20%以上。这个方法不可取。我 ...
maojgo 发表于 2010-8-15 21:29

                               
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如果是小电流使用直接并联问题不大，大电流下电池并联要求就高多了，特别是深放电的情况下。以前学习电源时特别强调并联使用的问题，要选择容量相同、内阻相近的电池并联。不同容量、内阻的电池并联大电流下使用轻则降低寿命，严重的话很快报废。用MOS代替二极管损耗比二极管小多了。

qdliuji

讨论到现在，如果要组装实用型的家庭太阳能供电系统（太阳能电池板总功率大于1200W），还有没解决的问题是：一是太阳能电池板是用50W的还是用100W的，二是直流系统是用12V还是24V或48V的，三是最关键的是控制器的制 ...
maojgo 发表于 2010-8-16 15:27

                               
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如果自己用想降低投资的话，单块50瓦太阳能板用3R33控制给12伏电池充电造价最低，就是加防反电路稍微麻烦些。从逆变器效率和功率来说用48伏电池组好很多，但控制器只能用成品或自制，DC-DC的恐怕要用分立元件的，IC极少有耐压7、80伏的。成品价格就比较贵了，或者用分立元件自制稳压电源，成本较低。

qdliuji

52# flykite
实用的话还是西藏、新疆等地日照时间长，日照时间短更不合算。

qdliuji

diy迷 发表于 2012-11-3 20:44

                               
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要榨干太阳电池用自动升降压电路好不好？技术不行改不了3r33

太阳能电池用法和其它电池不同，要求其达到最高功率输出才能榨干其输出，自动升降压只是稳压电路，用在太阳能电池上不能达到最高功率输出。

qdliuji

diy迷 发表于 2012-11-6 18:56

                               
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能否达到最高功率输出是怎么判断的？是不是压差大的更需要这样的电路，比如：空载9V的电池板，负载后在5 ...

达到最大功率就是输出的电压电流相乘达到最大。针对太阳能电池来说，用DC-DC电路在输出电压固定的情况下压差越大越能提高输出电流。太阳能电池因内阻大，输出额定电流时输出电压比开路电压要低好几伏，这种情况下用DC-DC电路也不一定有用。9伏太阳能电池给5-6伏负载供电，在电压不变的情况下电流越大输出功率越高。一般来说太阳能电池给电池充电可以用此电路达到最大功率输出（实际是比较接近），用于其它负载不一定有效。

qdliuji

diy迷 发表于 2012-11-6 19:31

                               
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还是有点高深，不理解自动升降压稳压电路为什么会效率低，电压都稳定了，怎么会电流少能量都跑到那去了。 ...

太阳能电池和电源不一样，内阻大，所以负载重的话会将输入电压拉低，而且不同时间光照强度不同输出功率也不同。自动升降压本质只是稳压电路，所以不一定适用于太阳能电池。

qdliuji

慕炎 发表于 2012-11-6 21:48

                               
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大概是理解，反正就是想获得最大功率

我现在后面接了充电管理IC，4056啊，1879什么的，没什么大问题

2节9伏的太阳能电池串联输出充8.4伏电池，3R33输出不要调为12伏，调到8.4伏直接给电池充电就行了。调为12伏基本和直接用太阳能电池一样了。

qdliuji

慕炎 发表于 2012-11-6 22:02

                               
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没管理芯片怕充坏啊

稳压到8.4充不坏，就是可调电位器要换成固定电阻防止电位器接触不良。或者用4002充电管理芯片，有8.4伏的。

qdliuji

慕炎 发表于 2012-11-6 22:31

                               
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2个可调那，都改成电阻？

另外这2个可调应该有比例或者计算公式可循的吧，ADJ到正极输出的那个是可固定的 ...

3R33当然有公式计算，公式是：Vout=0.925*(r1+r2)/r2，其中R2是下臂电阻，阻值是10K。两个电位器调整的时候可用3296精密可调电位器，调整完后量下阻值用固定电阻代替，没有合适的阻值可用串并联方式。