Si su panel solar limita la corriente a menos de la corriente de carga segura máxima, entonces no necesita un limitador de corriente, ¡porque el panel ya es uno!
Lo que hace necesita es un limitador de voltaje. El voltaje de carga máximo para una batería LiFePO4 de 4 celdas es de 14.6 V (3.65 V / celda). Por encima de este voltaje, la batería se sobrecargará o se apagará si tiene un módulo de circuito de protección (PCM) incorporado.
Una forma de limitar el voltaje de carga es simplemente apagar la corriente de carga cuando el voltaje de la batería alcanza el máximo permitido, y luego volver a encenderlo después de que el voltaje de la batería baje nuevamente. Suponiendo que está utilizando una MCU para medir el voltaje a través de una entrada analógica (con un divisor de voltaje adecuado), debe cambiar el lado alto para que el negativo de la batería esté siempre conectado a tierra.
El interruptor de lado alto puede ser un MOSFET de potencia de canal P clasificado para al menos 30V. El FET se enciende con un voltaje negativo en relación con el terminal positivo del panel solar, por lo que necesita un cambio de nivel (Q1 en el circuito a continuación) para traducir el voltaje más bajo (por ejemplo, 3.3V o 5V) de su salida de MCU. Este controlador también invierte la señal, de modo que el FET se encenderá cuando el pin de salida de la MCU esté alto. La mayoría de los MOSFET solo pueden tomar un máximo de 20 V en la compuerta, por lo que, por seguridad, su voltaje de Fuente-Fuente debe limitarse con un divisor de resistencia y / o un diodo Zener.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Si desea controlar la carga y la corriente de descarga, puede instalar un sensor de corriente en cualquiera de los cables de la batería. Esto debería tener una baja resistencia para mantener baja la pérdida de voltaje, y para realizar tanto la carga como la descarga, debe medir el flujo de corriente en ambas direcciones. El ACS712 es una buena opción porque tiene una resistencia de inserción muy baja, está aislado, mide corrientes positivas y negativas, y su salida está polarizada a la mitad del voltaje de suministro para su uso con un ADC unipolar.
Con una sensibilidad de 185 mV / A, solo obtendrías unos 37 niveles por Amp con un ADC de 10 bits, por lo que probablemente sea conveniente cierta amplificación. ¿Cuánto depende del rango de entrada del ADC y qué corrientes desea medir? Por ejemplo, si desea 0 ~ 5V desde + -2A, la ganancia requerida es 2.5V / (0.185V / A * 2A) = 6.76. Usando un circuito estándar no inversor, las resistencias de retroalimentación deben tener una relación de (6.76-1) = 5.76: 1. Los valores reales deben ser lo suficientemente altos para evitar cargar la salida del opamp, pero no lo suficientemente altos como para verse afectados por la corriente de polarización o el ruido.
Y lo que es más importante, debe elegir un opamp con salidas de riel a riel y un buen rango de entrada (preferiblemente también riel a riel), por ejemplo. MCP6021 . El TL081 es no una buena opción para aplicaciones como esta porque no tiene salidas de riel a riel, y sus entradas deben estar al menos 3V por encima del suministro de -ve.
Las entradas CMOS tienen una corriente de polarización insignificante, por lo que podemos elegir resistencias de realimentación de valor relativamente alto, por ejemplo. 10k y 57.6k. Dado que el punto de referencia de cero amperios es de 2,5 V, también debemos configurar la referencia de entrada de 'tierra' del amplificador a 2,5V. Podemos usar un divisor de resistencia para derivar esto del suministro de + 5V, y al usar 2 x 20k también forman el Thevenin equivalente a 10k (esto ahorra una resistencia y reduce el consumo de corriente). La adición de un condensador a través de la resistencia de realimentación de 57.6k reduce la ganancia a 1 en altas frecuencias para evitar la amplificación del ruido.
simular este circuito
Para obtener un valor preciso de cero amperios, probablemente tendrá que calibrarlo (ya que cualquier desviación del cero del ACS712 se amplificará en 6.76). Esto se podría hacer colocando un punto de ajuste de pequeño valor en el centro del divisor de voltaje para ajustar el voltaje de referencia (y reduciendo los valores de R2 y R3 para mantener la resistencia total), o leyendo la corriente en algún momento cuando el Amp real se conoce el sorteo (por ejemplo, al inicio con el cargador y la carga apagada).