цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Силовой диод для солнечных энергосистем

Силовой диод для солнечных энергосистем

Автор: Mike(admin) от 29-11-2013, 17:24

Для работы систем сбора солнечной энергии в состав таких систем должен входить защитный диод между солнечной панелью и накопителем энергии. При протекании тока в накопитель на диоде возникает падение напряжения, которое должно быть учтено как потеря энергии. В случае применения диода Шоттки такое падение составит не менее 0.28 В при номинальном уровне тока, и оно будет расти при увеличении тока. Очевидно, что в таком случае нужно стремиться к минимизации потерь энергии, и этого можно добиться, использовав схему, показанную на рисунке ниже. По сути, эта схема представляет собой электронный переключатель, состоящий из операционного усилителя IC1a (OP295) и полевого (MOSFET) транзистора T1.


Такое расположение элементов дает преимущества по сравнению со схемой с диодом Шоттки, поскольку она имеет более низкое пороговое напряжение, и потеря энергии не рассеивается в виде тепла, поэтому здесь можно использовать небольшой радиатор. Когда потенциал на неинвертирующем входе операционного усилителя, работающего в качестве компаратора, становится больше потенциала на инвертирующем входе, на выходе появляется рабочее напряжение. Затем в работу включается транзистор, зажигая светодиод LD1. Диод D3 шунтирует входы IC1a, поэтому амплитуда входного напряжения не может быть больше половины порогового напряжения при условии равенства R3 и R4.


solar-power

Операционный усилитель обеспечивает очень высокое усиление слабого сигнала, небольшое напряжение смещения и быстрое переключение. MOSFET переключается в микровольтовом диапазоне напряжения сток-исток. В состоянии покоя, когда напряжение сток-исток равно 0 В, транзистор включен, и светодиод также LD1 включен. Рабочее напряжение на участке (C–A) может быть между 5 В (минимальное напряжение питания усилителя, напряжение база-исток транзистора) и 36 В (двукратное напряжение туннельного пробоя p-n перехода стабилитрона D1). Стабилитрон D1 защищает полевой транзистор от перенапряжения (напряжения, выходящего за пределы ±20 В). Диод D3 и резисторы R3 и R4 удваивают потенциал между входами усилителя.


Сопротивление канала сток-исток включенного транзистора составляет 8 мОм, и этот транзистор может выдержать ток до 75 А. При номинальном токе 10 А падение напряжения на этом канале равно 80 мВ, то есть потеря энергии составит 0.8 Вт. При этом можно использовать транзистор в корпусе TO263-SMD без радиатора. При токе 50 А лучше задействовать транзистор в корпусе TO220 и радиатор, так как транзистор будет рассеивать 12.5 Вт.


Даже в таком случае падение напряжения в канале сток-исток будет значительно ниже (равно 0.32 В), чем через диод Шоттки при тех же условиях. Кроме того, благодаря высокой точности IC1a можно использовать несколько параллельно соединенных транзисторов. При использовании одного усилителя в составе OP295 схема потребляет 150 мкА. Если заменить эту микросхему на MAX478, то можно добиться меньшего токопотребления. Различия между этими двумя микросхемами заключаются только в потреблении тока и диапазоне напряжений. Обе имеют выход rail-to-rail, что позволяет точно задать управляющее напряжение даже при очень низком рабочем напряжении.


Это важно, поскольку сопротивление включенного полевого транзистора не постоянно: оно значительно уменьшается с увеличением потенциала на затворе и с понижением температуры. В экспериментальной схеме можно задействовать усилитель LM358 и транзисторы BUZ10, но эти компоненты не дадут качественного результата.




Перевод © digitrode.ru


<Источник>


Теги: MOSFET




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий