Сетевой блок питания на основе солнечной батареи

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Блоки питания

Опубликовано: 23.03.2017 16:45

Просмотров: 2424

И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Сделать маломощный сетевой блок питания с гальванической развязкой, но без разделительного трансформатора можно на основе малогабаритной солнечной батареи и светодиодов. Солнечную батарею можно приобрести отдельно или извлечь из автономного светодиодного газонного светильника, а светодиоды — из карманного светодиодного фонаря или батарейного светильника.
Такой блок питания был собран на солнечной батарее размерами 25x25 мм от газонного светильника торговой марки Wolta Solar и светодиодов от светильника.

Схема блока показана на рис. 1.
 
 Светодиоды EL1—EL14 освещают солнечную батарею GB1, которая вырабатывает постоянное напряжение. Её выходной ток зависит от освещённости, которая, в свою очередь, определяется параметрами светодиодов и током через них. Питаются светодиоды от сетевого блока питания с балластным конденсатором С1. Переменное напряжение выпрямляет диодный мост VD1 — VD4, пульсации выпрямленного напряжения сглаживает конденсатор С2. Стабилитрон VD5 (с номинальным напряжением стабилизации 56 В) в нормальном режиме в работе выпрямителя не участвует и служит только для защиты конденсатора С2 от пробоя. Дело в том, что в случае перегорания одного
из светодиодов выпрямленное напряжение на конденсаторе С2 может превысить 300 В, что приведёт к выходу его из строя. Резистор R1 ограничивает пусковой ток при подаче сетевого напряжения, a R2 обеспечивает разрядку конденсатора С1 после отключения питания. Конденсатор СЗ на выходе солнечной батареи дополнительно сглаживает пульсации напряжения с удвоенной частотой сети.
Средний ток через светодиоды, а значит, и максимальный выходной ток солнечной батареи задают подборкой конденсатора С1. Измерив напряжение на светодиоде UД при требуемом среднем токе IД и зная их число N, вычисляют ёмкость конденсатора С1 = Iд/[4F(√2Uс--N*UД)], где Uc — напряжение сети; F — частота сетевого напряжения. Зависимости выходного напряжения блока питания от тока нагрузки для различных значений тока через светодиоды (1 — IД= 10 мА, 2 — IД= 20 мА) показаны на рис. 2.
 
Конструкцию блока питания поясняет рис. 3.
 
 Большинство элементов можно разместить на печатной плате, чертёж которой показан на рис. 4.
 
 Солнечную батарею устанавливают непосредственно на светодиодах и закрепляют по краям термоклеем. Можно обойтись и без печатной платы, применив проводной монтаж, скрепив все элементы между собой также термоклеем. Для блока питания следует применить корпус из изоляционного материала. В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23. Конденсатор С1 должен быть рассчитан для работы на переменном напряжении не менее 250 В, допустимо применить конденсатор К73-17 на номинальное напряжение 630 В. Оксидные конденсаторы — импортные. Диоды — любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением 300...400 В и прямым током, необходимым для питания светодиодов.
Предложенный блок питания имеет небольшие габариты, которые, конечно, зависят от типа используемых элементов и варианта монтажа. Применить это устройство можно для питания различных электронных приборов с малым потреблением тока, например, многофункциональных часов, электронных термометров, метеостанций, которые рассчитаны на питание от двух гальванических элементов или аккумуляторов типоразмера АА или ААА.
Изменяя число светодиодов и ток через них, можно изменять и выходной ток солнечной батареи. Но следует учитывать, что максимально допустимый ток большинства маломощных осветительных светодиодов белого свечения не превышает 20...30 мА.
Радио №2/2014