Ladeelektronik für Solarmodule (4x5V)

Die folgende Ladestation dient der Ladung von Geräten mit USB-Anschluss aus einer 12V Batterie. Konkret ist dies bei mir eine Batterie, die per Solarzelle geladen wird.

Designziele:

• Geringe Verlustleistung in Reglung
• Mehrere 5V Geräte anschließbar
• Entnahmestrom ca. 4x500mA
• Entnahmeanschlüsse 4x USB
• Absicherung der angeschlossenen Geräte gegen Überspannung
• Absicherung der Station gegen Kurzschluss

Theory of Operation

Kern des Moduls ist ein Schaltregler-IC. Der LM2576 ist schon lange am Markt, ist preisgünstig und hat im Vergleich zu einem Längsregler nur eine geringe Verlustleistung. Neue und teurere Typen sind effizienter als der LM2576, der Unterschied ist aber aus meiner Sicht hier nicht bedeutsam. Verwendet wurde die variable Version LM2576-ADJ, es geht vom Platinendesign aber auch der LM2576-5 Festspannungsregler. Die Platine hält sich an die Vorgaben des Datenblatts. Es sind zwei unabhängige ICs verbaut, die jeweils zwei USB-Buchsen bedienen. Das bedeutet, dass im Normalbetrieb jedes IC mit 1A belastet ist, ein geringer Wert für diesen Regler.

Der Ausgang ist mit einer Sicherung gegen Überlastung/Kurzschluss gesichert. Eine Zenerdiode nach der Sicherung erzeugt bei deutlicher Überspannung einen Strom der die Sicherung zum Durchbrennen bringt. Damit sollten Geräte am Ausgang ein bisschen gegen IC-Defekte gesichert sein.

Schaltplan

Platinendesign

 

Bestückung