Regulador de tensão CC estabilizada em 5V para painel solar

[wainstock]

Olá pessoal,

Tenho um painel solar de 6V/3W que gera uns 450mA, mas preciso regular esta saída para 5V, para alimentar um módulo TP4056 ou um celular que não aceita tensão maior que 5V, isto sem perder corrente que já não é muita.

Algumas sugestões?

[.if]

Diferença de V meia baixa pra um regulador chaveado stepdown mas pode tentar

 

Pra brincar, um 7805 dá conta.

 

 

[wainstock]

@Isadora Ferraz obrigado pela sugestão.

Fiz um regulador com um zener de 5.1v e um resistor de 33ohms e vou fazer outro com um resistor de 1ohm. Vale?

também fiz usando o 7805 e um tip42 para não perder corrente, mas estou com uma saída de 5.73v.

Usando só o 7805 quando reduzir para 5v eu perco corrente?

[Renato.88]

3 horas atrás, wainstock disse:

Fiz um regulador com um zener de 5.1v e um resistor de 33ohms e vou fazer outro com um resistor de 1ohm. Vale?

também fiz usando o 7805 e um tip42 para não perder corrente, mas estou com uma saída de 5.73v.

Usando só o 7805 quando reduzir para 5v eu perco corrente?

Todas essas opções fazem o circuito perder corrente. 

A melhor mesmo são os circuitos chaveados. 

 

Quanto ao 7805 ele fica melhor trabalhando com tensão acima de 8V. Abaixo disso ele fica instável. 

[.if]

Resistor em série? 1ohm é muito baixo.

3 horas atrás, wainstock disse:

usando o 7805 e um tip42 para não perder corrente

Nem precisa do tip pois...

7 horas atrás, wainstock disse:

painel solar de 6V/3W que gera uns 450mA

 

3 horas atrás, wainstock disse:

só o 7805 quando reduzir para 5v

bem... perde potência mas como tudo na vida, devemos conviver com perdas. Neste caso a perda é relativamente pequena. Apesar da instabilidade, você pode usar o 7805 só pra proteger seu precioso tp4056 e parece que ele é bem flexível.

[wainstock]

 @Renato.88 @Isadora Ferraz Obrigado pelas dicas. A questão é que a diferença de tensão é bem pequena e como sendo a fonte variável limita um pouco a ação.

Vou pesquisar circuitos chaveados, mas mais como aprendizagem.

Creio que a solução mais adequada é investir meus dólares na China...rs, mas até para esse fim é um pouco confuso pela entrada de 5v-7v do painel solar.

Pensei também no AMS1117-5.0 como uma opção.

[Renato.88]

1 minuto atrás, wainstock disse:

Obrigado pelas dicas. A questão é que a diferença de tensão é bem pequena e como sendo a fonte variável limita um pouco a ação.

Por isso mesmo, existem reguladores chaveados que entregam 5V mas aceitam na entrada até mesmo tensões menores que 5V.

Claro que pra isso a corrente na saída diminui quando a tensão de entrada é baixa.

[wainstock]

Poderia me dar algumas dicas destes reguladores chaveados @Renato.88 ?

[Renato.88]

14 minutos atrás, wainstock disse:

Poderia me dar algumas dicas destes reguladores chaveados @Renato.88 ?

Tem vários, mas posso citar como exemplo o LM2596.

Você pode regular a tensão de saída pra 5V através de um potenciômetro, enquanto que a tensão de entrada pode variar entre 3 e 35V.

[wainstock]

@Renato.88 Na minha ignorância achava que o  LM2596 fosse linear. Encomendei um módulo de entrada de 5v a 20v e saída de 5v/2A usb

Eu tô querendo com saída fixa em 5v. Tenho vários painéis de 6v e módulos tp4056 para carregamento de baterias.

Talvez opte por estes mini conversores, como a amiga @Isadora Ferraz postou uma foto. Tem opção de saída fixa ou variável.

[Renato.88]

1 hora atrás, wainstock disse:

Na minha ignorância achava que o  LM2596 fosse linear

Não é.

Citei esse como exemplo, ele é um dos mais conhecidos, é mais barato e fácil de encontrar.

 

Como eu não trabalho com essas coisas fica difícil eu citar outro, aqui no fórum mesmo há vários tópicos falando sobre os reguladores chaveados com outro tipos diferentes.

 

[albert_emule]

Para esta potência baixa, pode-se usar regulador Shunt. 

 

Regulador shunt não dá nenhuma perda de tensão.

É bem simples de fazer em casa.

O regulador Shunt apenas dá perdas de potência altas.

 

Mas este tipo de regulador só desperdiça a energia excedente que a carga não consegue usar. 

Para energias renováveis é ótimo. Pois se você não consegue usar uma energia excedente, não tem problema nenhum dissipar o excedente em calor. 

[wainstock]

@albert_emule Poderia me dizer como fazer? Basta conectar no positivo? Funcionaria como um resistor?

[albert_emule]

2 horas atrás, wainstock disse:

@albert_emule Poderia me dizer como fazer? Basta conectar no positivo? Funcionaria como um resistor?

 

 

O conceito é este: 

O resistor de entrada em V1 é desnecessário no caso do uso em painéis solares. 

O próprio painel solar fornecerá um limite de corrente e não será necessário o resistor da entrada V1. 

 

 

Como disse, este tipo de regulador não dá nenhum tipo de perda de tensão. 

Eles simplesmente dissipa a energia excedente, para evitar da tensão passar de 5V. 

 

 

adicionado 4 minutos depois

14 horas atrás, Renato.88 disse:

até mesmo tensões menores que 5V.

Claro que pra isso a corrente na saída diminui quando a tensão de entrada é baixa.

 

O problema é que no momento que a tensão do painel solar começa a cair, significa que não tem mais energia para ser extraída. 

 

O painel solar é fonte de corrente:

Com sol 100% forte ou com sol 50% forte, a tensão é mais ou menos a mesma.

É só a corrente que muda. com a variação da luz.

 

Quando a tensão começa a cair, já não tem potência para ser extraída.

Daí essa função de elevar tensões baixas que estes conversores possuem, não funciona no painel solar.  

 

[wainstock]

@albert_emule Pois é, como ainda estou aprendendo a trabalhar com esta fonte me enrolo. Seja com o LM2596, seja com o XL6009. Daí, toma-lhe prejuízo com módulos queimados.

No caso do tl431 poderia trabalhar com um trimpot de 1k e um resistor também de 1k?

O transistor serve para elevar a corrente para compensar a baixa corrente de trabalho do TL431?

Tem de ser PNP?

Qual o cálculo do resistor da base do transistor?

[Renato.88]

12 horas atrás, wainstock disse:

O transistor serve para elevar a corrente para compensar a baixa corrente de trabalho do TL431?

Sim. 

12 horas atrás, wainstock disse:

Tem de ser PNP?

Se inverter o circuito também dá pra usar o NPN. 

Também dá pra fazer sem o TL431 colocando um zener no lugar. 

[wainstock]

@Renato.88 Desculpe minha ignorância, mas inverter o circuito seria trocar a posição do cátodo com o ânodo do tl431? Como neste exemplo com o lm317.

Nesse seu exemplo com o zener, qual seria a fórmula para definir R1 e R2?

[albert_emule]

1 hora atrás, wainstock disse:

@Renato.88 Desculpe minha ignorância, mas inverter o circuito seria trocar a posição do cátodo com o ânodo do tl431? Como neste exemplo com o lm317.

Nesse seu exemplo com o zener, qual seria a fórmula para definir R1 e R2?

 

Colocar o TIP42C em dissipador.

Ajustar o trimpot até que a saída seja de 5V 

[wainstock]

@albert_emule muito obrigado amigo. Vou ter de comprar o trimpot de 10k, só tenho de 1k, o resto eu tenho.

Com este circuito posso trabalhar também com painéis de 12v.

[albert_emule]

4 minutos atrás, wainstock disse:

@albert_emule muito obrigado amigo. Vou ter de comprar o trimpot de 10k, só tenho de 1k, o resto eu tenho.

Com este circuito posso trabalhar também com painéis de 12v.

 

Este circuito funciona assim:

Suponha que você regulou para a saída sair exatos 5V

Se a carga (Celular) estiver consumindo toda a potência a ponto de forçar a tensão do painel solar a abaixar até 5V, o transistor TI42C não vai dissipar nada de potência, pois o celular estará consumindo toda a potência do painel. 

 

A partir do momento que começa a sobrar um excedente de potência, o transistor começa a consumir esta energia que está sobrando para forçar a tensão a ficar em 5V.

 

Muitos estabilizadores de geradores eólicos e de geradores de mini-hidrelétricas funcionam assim. 

Pois se você não tem mais como armazenar e nem tem como consumir, a única alternativa é dissipar a potência em calor.

 

Geradores de moto também funcionam assim:

Mas lá na moto não chega a dissipar a potência em calor, pois tem um detalhe no gerador:

O gerador é de imã permanente cuja força de campo magnética é proporcionalmente dosada para o gerador fornecer no máximo uns 10 amperes. 

O regulador Shunt lá na moto também é especial. Ele não é linear. Como o gerador da moto é um alternador, a energia gerada se dá através de ondas senoidais alternadas.

Isso favorece o uso de um sistema com SCR. Toda vez que uma senoide de uma fase atinge 13.8V, um SCR atua aterrando a fase. Cada SCR tem que lidar com correntes de uns 10 amperes. 

No regulador está sempre circulando 10 amperes esteja as cargas consumindo potência ou não. Mas não chega a dissipar a potência em calor. Pois quando o SCR atua, ele quase zera a tensão entre catodo e anodo. Fica apenas uns 0,7V de queda de tensão. Então pela fórmula da potência: 10 amperes vezes 0.7V vai dissipar apenas 7 watts.

Os SRC fecham as fazem com o GND mas quando a senoide vai a zero, o SCR reseta. 

Os 7 watts dissipados é o calor que o dissipador do regulador lá da moto gera quando está em funcionamento.  

 

 

 

 

[wainstock]

@albert_emule Obrigado pela aula e pelo circuito, mais uma vez.

[wainstock]

@albert_emule Sem tensão no coletor do tip. Vou comprar outros componentes novos, para ver se não é problema com as sucatas.

[albert_emule]

59 minutos atrás, wainstock disse:

@albert_emule Sem tensão no coletor do tip. Vou comprar outros componentes novos, para ver se não é problema com as sucatas.

 

Não sei como você está medindo.

Mas do Coletor para o GND, não é para ter tensão.

 

Já do coletor para emissor, tem que dar a tensão regulada no TL431. 

Se do coletor para o emissor não tem nada, o transistor pode estar em curto-circuito. 

[wainstock]

@albert_emule coletor para emissor= 0v. vou= 0v

adicionado 10 minutos depois

@albert_emule Mas se não tiver tensão do coletor para o emissor eu não vou ter saída. Ambos fazem parte da saída do circuito.eletrônico eletrônico

 

7 minutos atrás, wainstock disse:

@albert_emule coletor para emissor= 0v. vou= 0v

adicionado 20 minutos depois

Em 26/11/2019 às 15:09, albert_emule disse:

 

Colocar o TIP42C em dissipador.

Ajustar o trimpot até que a saída seja de 5V 

Emissor= vou, coletor= gnd

[wainstock]

@albert_emule Medi os componentes e estão normais. Não entendo porque não tem tensão na saída.  O transistor não está conduzindo. Mais alguma sugestão?

Em 27/11/2019 às 15:34, albert_emule disse:

 

Não sei como você está medindo.

Mas do Coletor para o GND, não é para ter tensão.

 

Já do coletor para emissor, tem que dar a tensão regulada no TL431. 

Se do coletor para o emissor não tem nada, o transistor pode estar em curto-circuito.