Обеспечивает ли «понижающий понижающий регулятор напряжения» постоянное выходное напряжение независимо от входного напряжения?

У меня есть небольшая панель солнечных батарей, рассчитанная на 20 В в хороший солнечный день. Мне нужно отрегулировать это до 13,8 В, чтобы зарядить свинцовый аккумулятор.

Могу ли я использовать для этого «понижающий понижающий регулятор напряжения»? Я не уверен, будет ли регулятор обеспечивать 13,8 В независимо от входного напряжения, или он просто обеспечивает выходное напряжение относительно входного напряжения.

В частности, я смотрю на регулятор LM2596 .

Мясо и картошка этой платы — микросхема LM2596. Даташит должен ответить на все ваши вопросы: ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
Результат зависит от используемой схемы, НО часть, которую вы показываете, вероятно, пытается поддерживать заданное напряжение независимо от Vin. ОДНАКО , если на батарею подается напряжение 13,8 В, она будет пытаться потреблять ток в зависимости от своего состояния в данный момент. Ток может быть низким, если аккумулятор полностью заряжен, и относительно высоким, если аккумулятор относительно разряжен. Во всех случаях ваша доступная входная МОЩНОСТЬ должна быть >= мощности, которую пытается взять ваша батарея. Если P_solar < P_desired_battery, то Vout_buck упадет до уровня, при котором он сможет удовлетворить результирующую нагрузку.

Ответы (4)

Беглый взгляд на вашу деталь на Ebay и в техническом описании чипа (спасибо, @whatsisname) показывает, что он имеет регулируемый регулируемый выход. Так что да, если вы установите его на 13,5 В, он будет поддерживать это напряжение.

При условии, что вы не нарушаете входные требования. Понижающий преобразователь может выдавать только более низкое напряжение, чем входное; поэтому вы должны убедиться, что входное напряжение никогда не падает ниже ~ 14 В, чтобы гарантировать выходное напряжение 13,5 В. Вы говорите, что ваша солнечная панель rated at 20V on a "good day". Какой вывод панели вы получаете в «плохой день»? Если оно упадет ниже ~ 14 В, у вас, вероятно, возникнут проблемы с зарядкой аккумулятора.

Спасибо, ничего страшного, если регулятор "отключается", если панели (в "плохой день") дают меньше 14В. Однако меня просто беспокоило, что если 20 В будут преобразованы в 13,8 В, 18 В будут преобразованы в 12,4 В (с использованием того же относительного входа: выхода). Но я рад, если регулятор держит напряжение.

Понижающий регулятор, который выдает 13,8 вольт, может работать до входного напряжения 14 вольт или 15 вольт (зависит от схемы). Как только входное напряжение станет слишком низким, понижающий преобразователь либо выключится, либо просто включится, сбросив несколько сотен милливольт; если ваше напряжение упало до 10 В, тогда этот тип схемы может выдать 9,5 В под нагрузкой.

Если вам нужен регулятор, который обеспечивает постоянное выходное напряжение 13,8 вольт, когда диапазон входного напряжения составляет от ниже 13,8 вольт до более 13,8 вольт, тогда ищите схему типа повышающего преобразователя.

Момент, который, кажется, до сих пор упускается из виду, заключается в том, что выходная мощность регулятора <= POWER in. Если фотоэлектрическая панель не может обеспечить мощность (= Vout x Iout), которая требуется батарее при заданном напряжении, тогда регулятор не сможет поддерживать напряжение.

Результат зависит от используемой схемы, НО модуль с ebay, который вы показываете, вероятно, пытается поддерживать заданное напряжение независимо от Vin. Это произойдет только в том случае, если доступная мощность >= требуемой выходной мощности. Схема, вероятно, похожа на рис. 20 в таблице данных LM2596 , на которую ссылается whatsisname.

Если на аккумулятор подается напряжение 13,8 В, он попытается потреблять ток в зависимости от состояния его заряда в данный момент. Ток может быть относительно низким, если батарея полностью заряжена, и относительно высоким, если батарея относительно разряжена. Во всех случаях ваша доступная входная МОЩНОСТЬ должна быть >= мощности, которую пытается взять ваша батарея. Если P_solar < P_desired_battery, то Vout_buck упадет до уровня, при котором он сможет удовлетворить результирующую нагрузку.

Вам необходимо сообщить максимальную номинальную мощность фотоэлектрической панели на полном солнце. В идеале также номинальное напряжение и ток при максимальной мощности на полном солнце.

Также необходимо сообщить емкость аккумулятора и тип аккумулятора (залитый, абсорбированный стекломат, ...). Знание фактической марки и модели батареи может помочь.

Простое применение 13,8 В к аккумулятору для зарядки было бы ОЧЕНЬ плохо для его здоровья, если бы у вашего зарядного устройства было достаточно возможностей, чтобы всегда делать это. Свинцово-кислотные батареи обычно заряжают постоянным током до определенного напряжения, а затем постоянным напряжением до конечной точки, а затем в конце может быть проделано какое-то нелепое волшебство. 13,8 В — обычная конечная точка для определенных режимов зарядки. К счастью (для большинства) в таких случаях, как ваш, максимальный доступный ток от панели PV, вероятно, меньше или ненамного больше, чем максимальный, который вы должны использовать в режиме CC. Это, конечно, зависит от мощности панели и емкости аккумулятора. Если это, например, панель 5 Вт и батарея 12 В 7 Ач, все должно быть хорошо. Если это, например, батарея емкостью 1,2 Ач и панель мощностью 300 Вт, батарея не будет ни долго жить, ни процветать.

Какое «правильное» напряжение зависит от того, хотите ли вы плавающий или более глубокий режим работы разряда или больше. Свинцово-кислотная зарядка — далеко не простой процесс.
Battery University - зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов стоит прочитать.

Спасибо! Солнечная панель производит 20 В / 330 мАч, а аккумулятор 12 В 2,4 А. Я регулирую напряжение до 13,8 В. Я читал, что 10% - 15% от 2,4 ампер - это безопасная скорость зарядки ... которая составляет от 240 мАч до 360 мАч. Причина, по которой я установил его на 13,8 В, заключается в том, что это (опять же, я читал) называется струйным зарядом и должно быть безопасным напряжением для непрерывной подачи.
Хорошее замечание по поводу энергосбережения

Понижающий импульсный регулятор обеспечит постоянное выходное напряжение (или, в основном, постоянное, при большой нагрузке оно будет падать на несколько милливольт) независимо от вашего входного напряжения, пока оно находится в допустимом диапазоне входного напряжения, в данном случае, по крайней мере, выше 14В. Очевидно, что вход должен быть выше, чем выход

Как правило, регулятор режима переключения регулирует с использованием контура обратной связи, обычно задаваемого простым делителем напряжения. Эти резисторы будут подключаться к выводу FB и выходному напряжению. Я говорю, что регулятор будет выводить напряжение на основе его уже выходного напряжения.

«Я говорю о том, что регулятор будет выдавать напряжение, основанное на его уже выходном напряжении». - Я подозреваю, что это утверждение сильно запутает тех, кто еще не знаком с этими типами устройств.