Tujuan menggunakan dioda dengan panel surya

8

Saya telah mengerjakan desain berdasarkan tenaga surya. Saat browsing melalui beberapa sirkuit di Internet saya menemukan desain ini di bawahmasukkan deskripsi gambar di sinimasukkan deskripsi gambar di sini

Dalam desain ini, mengapa dioda ditambahkan antara panel surya dan chip regulator tegangan? Saya mengerti bahwa dioda akan biasanya digunakan bersama dengan panel surya untuk mencegah aliran balik arus yang pada gilirannya dapat merusak panel dalam kondisi gelap.

Tapi saya benar-benar tidak mengerti penggunaannya dalam desain di atas. Apakah ada kemungkinan arus balik terbalik dari chip regulator ini ke panel? Saya hanya bisa membayangkan itu terjadi ketika panel terhubung langsung ke baterai.

voltage-regulator diodes solar-cell solar-energy Frank Donald
sumber
Ada sejumlah skenario yang akan menghasilkan arus balik menjadi panel. Karena biaya panel sekitar $ 200, investasi $ 2,00 dalam dioda, tentu saja menghabiskan uang dengan baik - bahkan jika Anda tidak berniat untuk menghubungkan baterai!
Guill

Jawaban:

18

Hampir semua regulator tegangan memiliki jalur mundur dari keluaran kembali ke inputnya karena mereka tidak dirancang untuk menangani pemblokiran arus balik. Jadi baterai Anda akan mengalir kembali ke panel surya ketika ada cukup cahaya yang jatuh di panel.

Misalnya, inilah rangkaian internal LM338 dalam skema pertama Anda:

masukkan deskripsi gambar di sini

( Dari sini )

Meskipun ada jalur dari output regulator kembali ke input melalui dioda D2 dan D3, itu melalui resistor bernilai tinggi. Masalah terbesar Anda adalah bahwa Anda akan memberi makan tegangan baterai kembali melalui R22 160 Ohm ke dasar Q26 ke kolektor dan keluar ke panel surya Anda tanpa dioda pemblokiran. Dan ada jalur lain seperti itu melalui bagian lain dari sirkuit itu.

Jadi selain menunjukkan koneksi panel terbalik seperti yang ditunjukkan oleh @analogsystemsrf, ini mencegah baterai Anda untuk mengeluarkan kembali melalui regulator Anda kembali ke panel surya Anda.

Namun, di sirkuit kedua Anda, dioda redundan karena baterai sudah memiliki dioda seri. Tetapi dioda di panel surya dapat berfungsi untuk mencegah kerusakan dari koneksi terbalik.

Vince Patron
sumber
Kembali. redundansi di sirkuit ke-2: Saya tidak tahu seberapa rapuh panelnya, tetapi apakah kapasitor C1 dapat menyebabkan masalah tanpa dioda?
TripeHound
1
Aku meragukan itu. C1 sangat kecil dan sel surya pada dasarnya adalah serangkaian dioda dengan jumlah luas permukaan yang besar jadi saya yakin mereka dapat menangani arus balik. VREG memang membutuhkan setidaknya sedikit kapasitansi untuk stabilitas jadi tidak bisa menghilangkan C1. Ini akan benar-benar menjadi pengatur tegangan yang akan menjadi bagian yang paling rentan jika Anda akhirnya kembali mengalir ke panel surya.
Vince Patron
Terima kasih atas jawabannya itu sangat membantu. Tapi di sini ada skenario alternatif di mana saya bermaksud untuk tidak menggunakan baterai dalam proyek saya karena mungkin membuat hal-hal besar (saya tahu bahwa itu bukan cara standar dalam melakukan sesuatu). Saya bermaksud memberi daya rangkaian sederhana menggunakan panel surya secara langsung hanya dengan menstabilkan tegangan menggunakan kapasitor. Tetapi saya berpikir untuk menggunakan kapasitor besar katakan sekitar 10 uF untuk memberikan stabilitas sedang tanpa adanya baterai. Jadi saya masih perlu diode setelah panel @VincePatron. Juga, apakah chip IC terpengaruh saat kurang bertenaga?
Frank Donald
Saya tidak berpikir 10 uF akan menjadi masalah sama sekali. Kasing terburuk adalah matahari penuh dan kemudian tiba-tiba berubah gelap (seperti dalam 0 mikrodetik), semua 10 uF * Volts (energi dalam Coulomb) akan dibuang ke sel surya. Bukan masalah besar. Sel memiliki area besar untuk menyerap arus. Ya, IC terpengaruh jika undervoltage. Kecepatan switching menjadi lebih lambat. Pergeseran ambang logika. Sirkuit dapat memiliki kesalahan logika. MCU biasanya cukup pintar untuk menahan diri dalam pengaturan ulang tetapi bisa mengatur ulang, memulai ulang, mengatur ulang loop. Baca lembar data dan spesifikasi komponen dan IC Anda.
Vince Patron
1
Terima kasih banyak @VincePatron menandai jawaban Anda diterima. Dan terima kasih semuanya telah menawarkan bantuan
Frank Donald
5

Diode digunakan untuk mencegah umpan balik ke dalam sel dari baterai. Saat siang hari, sel surya menghasilkan tegangan lebih tinggi dari tegangan baterai, oleh karena itu arus mengalir ke baterai. Ketika sel tertutup atau malam hari, tegangan melintasi sel adalah 0V, jadi baterai, dengan tegangan yang lebih tinggi, akan mencoba untuk memberi makan arus ke dalam sel, sehingga menguras dan mungkin merusak sel. Dioda memblokir arus ke arah ini, sehingga baterai tidak dapat keluar ke sel.

Alexander Krämer
sumber
Berapa mungkin merusak sel? Baru-baru ini saya mendeteksi kapasitor 22000 uF saya habis dalam bias terbalik. Kapasitor memiliki waktu keluar yang sangat kecil.
payam_sbr
2

Untuk melindungi dari koneksi panel REVERSED.

Dan, sebagai jawaban lain menyatakan, untuk memungkinkan panel yang gagal (atau panel yang diarsir) untuk secara otomatis "lepaskan" dari total arus keluaran.

analogsystemsrf
sumber
Bisakah Anda menjelaskan lebih lanjut?
Mayank
& Mayank menyelidiki apa yang akan terjadi jika koneksi panel dibalik dan tidak ada dioda yang terpasang. juga, ketika ada beberapa panel secara seri - dioda bypass dipasang jika panel gagal.
Solar Mike
1
Saya ragu ini masalahnya. Panel surya tidak dimaksudkan untuk dihubungkan dan diputus dua kali sehari oleh orang yang tidak berkualifikasi yang tidak dapat diganggu untuk mengamati polaritasnya.
Dmitry Grigoryev
0

Dioda pertama digunakan untuk melindungi terhadap koneksi panel terbalik. Dioda kedua di sebelah kanan digunakan untuk menghentikan pengaktifan kembali regulator dari baterai.

Martin
sumber