Zweck der Verwendung einer Diode mit Solarpanel

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Ich habe an einem Design gearbeitet, das auf Solarenergie basiert. Beim Durchsuchen einiger Schaltkreise im Internet bin ich auf diese Designs gestoßen

Warum wurde bei diesen Konstruktionen eine Diode zwischen dem Solarpanel und dem Spannungsreglerchip hinzugefügt? Ich verstehe, dass normalerweise eine Diode zusammen mit einem Solarpanel verwendet wird, um den Rückfluss von Strom zu verhindern, der das Panel unter dunklen Bedingungen beschädigen könnte.

Aber ich verstehe die Verwendung in den obigen Designs wirklich nicht. Gibt es eine Möglichkeit des Rückstromflusses von diesen Reglerchips zum Panel? Ich kann mir das nur vorstellen, wenn das Panel direkt an eine Batterie angeschlossen ist.

— Frank Donald
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Es gibt eine Reihe von Szenarien, die zu einem Rückstrom in ein Panel führen. Da ein Panel rund 200 US-Dollar kostet, ist eine Investition von 2,00 US-Dollar in eine Diode mit Sicherheit gut angelegt - auch wenn Sie nicht vorhaben, eine Batterie anzuschließen!

— Guill

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Fast alle Spannungsregler haben einen Pfad vom Ausgang zurück zum Eingang, da sie nicht für die Blockierung des Rückstroms ausgelegt sind. Ihre Batterie würde also in das Solarpanel zurückfließen, wenn nicht genügend Licht auf das Panel fällt.

Hier ist zum Beispiel die interne Schaltung eines LM338 in Ihrem ersten Schaltplan:

( Von hier )

Während es über die Dioden D2 und D3 einen Weg vom Ausgang des Reglers zurück zum Eingang gibt, erfolgt dies über Widerstände mit hohem Wert. Ihr größtes Problem ist, dass Sie die Batteriespannung über R22 160 Ohm in die Basis des Q26 in seinen Kollektor und ohne die Sperrdiode zu Ihrem Solarpanel zurückführen. Und es gibt andere Wege wie diesen durch andere Teile dieser Schaltung.

Abgesehen von umgekehrten Panel-Verbindungen, wie @analogsystemsrf hervorhob, verhindert dies, dass sich Ihre Batterie durch Ihren Regler wieder in Ihr Solarpanel zurücklädt.

In Ihrer zweiten Schaltung ist die Diode jedoch redundant, da die Batterie bereits über eine Seriendiode verfügt. Die Diode am Solarpanel kann jedoch dazu dienen, Schäden durch umgekehrte Verbindungen zu vermeiden.

— Vince Patron
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Re. Redundanz im 2. Stromkreis: Ich weiß nicht, wie zerbrechlich die Panels sind, aber könnte der Kondensator C1 ohne die Diode Probleme verursachen?

— TripeHound

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Ich bezweifle das. C1 ist so klein und Solarzellen sind im Grunde genommen ein Reihenstapel von Dioden mit einer RIESIGEN Oberfläche, so dass ich sicher bin, dass sie mit dem Gegenstrom umgehen können. Das VREG benötigt mindestens ein kleines Stück Kapazität für Stabilität, kann also C1 nicht loswerden. Es wäre wirklich der Spannungsregler, der am anfälligsten wäre, wenn Sie Strom in das Solarpanel zurückfließen lassen würden.

— Vince Patron

Danke für die Antwort, es hilft wirklich. Aber hier ist ein alternatives Szenario, in dem ich beabsichtige, in meinem Projekt keine Batterie zu verwenden, da dies die Dinge sperrig machen könnte (ich weiß, dass dies nicht die Standardmethode ist). Ich beabsichtige, eine einfache Schaltung mit einem Solarpanel direkt mit Strom zu versorgen, indem ich die Spannung mit einem Kondensator stabilisiere. Aber ich denke darüber nach, einen großen Kondensator zu verwenden, etwa 10uf, um eine mäßige Stabilität ohne Batterie zu gewährleisten. Also sollte ich nach dem Panel @VincePatron noch Diode brauchen. Werden IC-Chips auch betroffen, wenn sie unter Strom stehen?

— Frank Donald

Ich denke nicht, dass 10 uF überhaupt ein Problem sein werden. Im schlimmsten Fall ist die Sonne voll und wird dann plötzlich dunkel (wie innerhalb von 0 Mikrosekunden). Alle 10 uF * Volt (Energie in Coulombs) werden in die Solarzelle abgelassen. Kein Problem. Die Zelle hat eine große Fläche, um den Strom zu absorbieren. Ja, ICs sind bei Unterspannung betroffen. Die Schaltgeschwindigkeit wird langsamer. Verschiebung der Logikschwelle. Schaltungen können logische Fehler aufweisen. MCUs sind normalerweise intelligent genug, um sich selbst zurückzusetzen, können jedoch die Schleife zurücksetzen, neu starten und zurücksetzen. Lesen Sie die Datenblätter und Spezifikationen Ihrer Komponenten und ICs.

— Vince Patron

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Vielen Dank @VincePatron hat Ihre Antwort als akzeptiert markiert. Und danke allen für das Anbieten von Hilfe

— Frank Donald

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Die Diode wird verwendet, um eine Rückspeisung der Batterie in die Zelle zu verhindern. Tagsüber erzeugt die Solarzelle eine Spannung, die höher als die Batteriespannung ist, daher fließt Strom in die Batterie. Wenn die Zelle abgedeckt ist oder es Nacht ist, beträgt die Spannung an der Zelle 0 V, sodass die Batterie mit ihrer höheren Spannung versuchen würde, Strom in die Zelle einzuspeisen, wodurch die Zelle entleert und möglicherweise beschädigt wird. Die Diode blockiert den Strom in dieser Richtung, sodass sich die Batterie nicht in die Zelle entladen kann.

— Alexander Krämer
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Wie viel kann eine Zelle beschädigen? Kürzlich habe ich festgestellt, dass mein 22000uf-Kondensator in Sperrrichtung wieder entladen wurde. Kondensatoren haben eine sehr kleine Entladezeit.

— Payam_sbr

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Zum Schutz vor REVERSED Panel-Verbindungen.

Und wie in anderen Antworten angegeben, können fehlerhafte Panels (oder schattierte Panels) automatisch von der gesamten aktuellen Ausgabe "getrennt" werden.

— analogsystemsrf
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Können Sie bitte näher darauf eingehen?

— Mayank

& Mayank untersuchen, was passieren wird, wenn die Panel-Verbindungen vertauscht werden und keine Diode eingebaut ist. Auch wenn mehrere Panels in Reihe geschaltet sind, werden Bypass-Dioden eingebaut, falls ein Panel ausfällt.

— Solar Mike

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Ich bezweifle, dass dies der Fall ist. Sonnenkollektoren dürfen nicht zweimal täglich von unqualifizierten Personen angeschlossen und getrennt werden, die sich nicht die Mühe machen, die Polarität zu beachten.

— Dmitry Grigoryev

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Die erste Diode dient zum Schutz vor Reverse-Panel-Anschluss. Die zweite Diode rechts dient zum Stoppen der Rückspeisung des Reglers aus der Batterie.

— Martin
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