طراحی و پياده سازی مدار شارژر باتری و مدار درايور موتور ها

طراحی و پياده سازی مدار شارژر باتری و مدار درايور موتور ها

پيشگفتار
در اين بخش مراحل كارهاي انجام شده و طراحي هاي صورت گرفته براي ساخت مدارهاي شارژر باتريها و درايور موتورهاي dc كه مورد استفاده قرار گرفته اند به اضافه مدار مولد PWM به طور دقيق تشريح شده است.
ابتدا اجمالاً مطالبي را كه در گزارشهاي پيشين گفته شد مرور مي كنيم- معرفي سلولهاي خورشيدي و علت رواج استفاده از آن در سالهاي اخير و همچنين بلوك دياگرام مدارهاي لازم. بعد از آن به تشريح مدارات لازم و تحليل آنها خواهيم پرداخت.
3-1- مدار شارژر باتريها
در اين قسمت به تحليل مدار شارژر باتري ها و نحوه كار آن مي پردازيم. اين مدار در گزارش شماره يك بررسي شده است. اما به دليل اهميت موضوع مجدداً به آن مي پردازيم. بلوك دياگرام مدار شارژر را در شكل زير ملاحظه كنيد.

بلوك دياگرام مدار شارژر باتري

عملكرد اين مدار به اين صورت است كه انرژي خارج شده از سوي صفحه فتو ولتاييك را رگوله كرده و به باتري مي فرستد. در اين سيستم يك پتانسيومتر براي كنترل جريان و ولتاژ، يك طراحي براي شارژ كردن دوره اي باتري و نيز يك خنثي كننده دما براي شارژ بهتر باتري در دماهاي مختلف وجود دارد. هدف از طراحي اين مدار يك كنترل كننده شارژ به منظور ساده بودن، بازدهي بالا و قابل اطمينان بودن است. يك سيستم متوسط خورشيدي قادر است كه 12 ولت برق و يا جرياني در حدود 10 آمپر توليد كند. در اين گونه سيستمها يك باتري اسيدي خشك نيز وجود دارد كه قادر است انرژي توليد شده از صفحات را در خود نگه دارد و اين در حالي است كه يك باتري ممكن است كه چندصد بار در طول روز شارژ و دشارژ گردد.

طراحی و پياده سازی مدار شارژر باتری و مدار درايور موتور ها
مدار نشان داده شده به طور كلي همانند يك سوييچ جريان عمل مي كند كه بين ترمينال PV و باتري قرار دارد. در اين سوييچ، ديود D1 باعث جلوگيري از برگشت جريان از باتري به سلول خورشيدي مي گردد. هنگامي كه ولتاژ باتري از ولتاژ ماكزيمم كمتر باشد، مقايسه گر IC1a روشن مي گردد و دو مقدار Q1 و Q3 را با هم مقايسه مي كند كه اين عمل باعث مي شود جريان براي شارژ به سمت باتري حركت كند. توجه داشته باشيد كه Q3 يك MOSFET كانال P است كه باعث مي شود مدار يك زمين مشترك با باتري و صفحه داشته باشد. هنگامي كه باطري به شارژ كامل رسيد، IC1a همانند يك مقايسه گر و بر اساس يك Schmidt Trigger Oscilator عمل مي كند. اين سوييچ باعث خاموش و روشن شدن جريان سلول خورشيدي مي گردد و از نوسان ولتاژ روي نقطه تنظيم باتري جلوگيري مي كند. در نقطه بحراني يك OP AMP نياز است كه به خوبي عمل كند. بايد به خاطر داشته باشيد كه OP AMP 741 براي استفاده در اين قسمت مناسب نيست و عملكرد چندان خوبي نخواهد داشت.
ترانزيستور Q1 باعث سوييچ كردن بقيه مدار مي گردد؛ البته در صورتي كه ولتاژ PV به قدر كافي زياد باشد كه بتواند باتري را شارژ نمايد. از طرفي ديگر در شب باعث مي شود كه اين سوييچ خاموش شود. چرا كه ولتاژ كافي در دو سر صفحه وجود ندارد كه بتواند باتري را شارژ نمايد. در نتيجه ترانزيستور Q1 در حالت خاموش قرار دارد.
IC2 يك ولتاژ 5 ولت رگوله شده را توليد مي كند تا بتواند انرژي لازم را براي مقايسه گرها فراهم نمايد و به عنوان يك ولتاژ مرجع عمل مي كند.
LED هاي قرمز و سبز كه از قسمتهاي IC1a و IC1b خارج مي شوند، نشاندهنده عمل شارژ شدن باتري است. اگر باتري در حال شارژ شدن باشد، LED سبز، روشن خواهد شد و اگر باتري در چنين حالتي نباشد، LED قرمز، روشن خواهد شد.

طراحی و پياده سازی مدار شارژر باتری و مدار درايور موتور ها
پايه شماره 5 IC1b تنها به يك نقطه مركزي نياز دارد تا همانند يك مقايسه گر عمل كند و تنها به پايه شماره 2 IC1a‌متصل است تا نيازي به زمين نداشته باشد.
مقاومتها و مقاومتهاي گرمايي توان بالا در قسمت ورودي IC1a باعث فراهم شدن يك پل مي شود كه براي مقايسه كردن ولتاژ باتري و ولتاژ مرجعي كه از قسمت IC2، R8 و R9 مي آيد، به كار مي رود.

3-2- مدار كنترل كننده موتور:]1 [ و ]2 [
تا اين مرحله موفق به مهار انرژي دريافتي از سلولهاي فتو ولتاييك و ذخيره آنها در باتري شده ايم. حال بايد از اين انرژي در راه اندازي موتورها استفاده كرد. در اين پروژه از دو موتور dc استفاده شده است. علت استفاده از دو موتور به جاي يك موتور، دادن

طراحی و پياده سازی مدار شارژر باتری و مدار درايور موتور ها

مطالعه بیشتر