Aku voolu indikaatori ahel - voolu käivitatud laadimine on katkenud

Selles postituses saame teada lihtsast indikaatorahelaga aku vooluandurist, mis tuvastab aku laadimise ajal tarbitud vooluhulga. Esitatud kujundustel on ka automaatne katkestus, kui aku lõpetab voolu täielikul laadimisel.

Miks voolu langeb, kui akut laetakse?

Me juba teame, et kui aku laeb esialgu suuremat vooluhulka ja jõuab täislaadimise tasemeni, hakkab see tarbimine langema, kuni jõuab peaaegu nulli.

See juhtub seetõttu, et esialgu on aku tühjenenud ja selle pinge on allika pingest madalam. See põhjustab nende kahe allika vahel suhteliselt suurema potentsiaalse erinevuse.

Selle suure erinevuse tõttu hakkab laadija väljundiks oleva kõrgema allika potentsiaal palju suurema intensiivsusega aku poole tormama, põhjustades aku sisse suurema vooluhulga.

Kui aku on täis tasemel, hakkab potentsiaalne erinevus kahe allika vahel sulguma, kuni nende kahe allika pinge on identne.

Kui see juhtub, ei suuda toiteallika pinge enam voolu aku poole suruda, mille tulemuseks on väiksem voolutarve.

See seletab, miks tühjenenud aku võtab algselt rohkem voolu ja minimaalse voolu, kui see on täis laetud.

Tavaliselt kasutab enamik aku laadimise indikaatoreid aku pingetaset, et näidata selle laadimistingimust, siin kasutatakse pinge asemel laadimise oleku mõõtmiseks voolu (amprit).

Voolu kasutamine mõõteparameetrina võimaldab signaali täpsemat hindamist aku laadimine staatus. Vooluring suudab näidata ka ühendatud aku hetkeseisundit, teisendades selle praegust tarbimisvõimet laadimise ajal.

Kasutades LM338 lihtsat disaini

Lihtsa voolu katkestusega akulaadija vooluahela saaks ehitada, muutes a tavaline LM338 regulaatori ahel nagu allpool näidatud:

Unustasin aku positiivsele joonele dioodi lisada, seega lisage see kindlasti järgmisele parandatud skeemile.

Kuidas see töötab

Ülaltoodud vooluahela töö on üsna lihtne.

Me teame, et kui LM338 või LM317 IC ADJ-tihvt lühistatakse maandusjoonega, lülitab IC välja väljundpinge. Me kasutame seda ADJ sulgemisfunktsiooni praeguse tuvastatud väljalülitamise rakendamiseks.

Kui sisendvõimsust rakendatakse, blokeerib 10uF kondensaator esimese BC547, et LM338 saaks normaalselt töötada ja toota ühendatud aku jaoks vajalikku pinget.

See ühendab aku ja see hakkab laadima, tõmmates kindlaksmääratud vooluhulka vastavalt selle Ah-reitingule.

See arendab potentsiaalset erinevust voolutundlik takisti Rx, mis lülitab sisse teise BC547 transistori.

See tagab, et esimene IC5 ADJ tihvtiga ühendatud BC547 jääb keelatuks, kui akut lastakse normaalselt laadida.

Kui aku laeb, hakkab potentsiaalne erinevus Rx-is langema. Lõppkokkuvõttes, kui aku on peaaegu täielikult laetud, langeb see potentsiaal tasemele, kus see muutub BC547 teise baasi eelarvamuse jaoks liiga madalaks, seiskades selle.

Kui teine ​​BC547 lülitub välja, lülitub esimene BC547 SISSE ja maandab IC ADJ tihvti.

LM338 lülitab nüüd aku täieliku lahtiühendamise laadimisvõrgust välja.

Rx saab arvutada Ohmi seaduse valemi abil:

Rx = 0,6 / minimaalne laadimisvool

See LM338 vooluahel toetab kuni 50 Ah akut, kui IC on paigaldatud suurele jahutusradiaatorile. Kõrgema Ah-reitinguga patareide puhul võib vaja minna mikropiirkonna täiendamist päramootori transistoriga nagu selles artiklis käsitletud .

IC LM324 kasutamine

Teine disain on keerukam vooluring, mis kasutab LM324 IC mis tagab aku täpse olekuteabe täpse tuvastamise ja ka aku täieliku väljalülitamise, kui voolutugevus saavutab minimaalse väärtuse.

Kuidas LED-id näitavad aku olekut

Kui aku tarbib maksimaalset voolutugevust, põleb PUNANE LED.

Kui aku laetakse ja Rx-i vool väheneb proportsionaalselt, lülitub PUNANE LED välja ja ROHELINE LED süttib.

Kui battrey laeb veelgi, lülitub roheline LED välja ja kollane süttib.

Järgmine, kui aku on täis laetud taseme lähedal, lülitub kollane LED välja ja valge süttib.

Lõpuks, kui aku on täielikult laetud, lülitub välja ka valge LED, mis tähendab, et kõik LED-id lülituvad välja, mis näitab aku nulltarbimist täislaetud oleku tõttu.

Ahela töö

Näidatud vooluahelale viidates näeme nelja võrdluseks konfigureeritud opampi, kus igal op-võimendil on oma eelseadistatavad voolutundlikud sisendid.

Kõrge vatttakisti Rx moodustab voolu muunduri komponendi, mis tajub aku või koormuse poolt tarbitud voolu ning teisendab selle vastavaks pingetasemeks ja juhib selle opamp sisenditesse.

Alguses tarbib aku suurimat vooluhulka, mis tekitab vastava suurima pingelangu kogu takisti Rx ulatuses.

Eelseadistused on seatud nii, et kui aku tarbib maksimaalset voolutugevust (täielikult tühjenenud), on kõigi 4 op-võimendi mitteinverteeriv pin3 suurema potentsiaaliga kui pin2 referentsväärtus.

Kuna kõigi op-amprite väljundid on sel hetkel kõrged, süttib ainult A4-ga ühendatud punane LED ja ülejäänud LED jääb välja.

Nüüd, kui aku laeb, hakkab Rx-i pinge langema.

Vastavalt eelseadistuste järjestikusele reguleerimisele langeb A4 pin3 pinge pin2-le veidi alla, põhjustades A4-väljundi madaluse ja PUNANE viis välja.

Kui A4 väljund on madal, süttib A3 väljundi LED.

Kui batttery laeb natuke rohkem, langeb A3 op amps pin3 potentsiaal selle pin2 alla, põhjustades A3 väljundi langemise, mis lülitab välja ROHELISE LED-i.

Kui A3 väljund on madal, süttib A2 väljundi LED.

Kui aku saab natuke rohkem laetud, langeb A3 pin3 potentsiaal pin2 alla, mis põhjustab A2 väljundi nullimise, lülitades kollase LEDi välja.

Kui A2 väljund on madal, süttib nüüd valge LED.

Lõpuks, kui aku on peaaegu täielikult laetud, läheb A1 pin3 potentsiaal pin2 alla, põhjustades A1 väljundi nulli ja valge LED kustub.

Kui kõik LED-id on välja lülitatud, näitab see, et aku on täielikult laetud ja Rx-i vool on jõudnud nulli.

Vooluringi skeem

Kavandatud aku vooluindikaatori vooluringi osade loend

• R1 ---- R5 = 1k
• P1 ----- P4 = 1k eelseadistust
• A1 ----- A4 = LM324 IC
• Diood = 1N4007 või 1N4148
• Rx = Nagu allpool selgitatud

Vooluandurite vahemiku määramine

Kõigepealt peame arvutama Rx-i jooksul välja töötatud maksimaalse ja minimaalse pinge vahemiku vastuseks aku tarbitava voolu vahemikule.

Oletame, et laetav aku on a 12 V 100 Ah aku ja selle maksimaalne kavandatud voolutugevus on 10 amprit. Ja me tahame, et see vool areneks umbes 3 V ümber Rx.

Ohmi seadust kasutades saame Rx väärtuse arvutada järgmiselt:

Rx = 3/10 = 0,3 oomi

Võimsus = 3 x 10 = 30 vatti.

Nüüd on 3 V käes olev maksimaalne vahemik. Kuna op-võimendi tihvti 2 referentsväärtus määratakse 1N4148 dioodi abil, on pin2 potentsiaal umbes 0,6 V.

Seega võib minimaalne vahemik olla 0,6 V. Seetõttu annab see meile minimaalse ja maksimaalse vahemiku 0,6 V ja 3 V vahel.

Peame seadistama eelseadistused nii, et 3 V pinge korral on kõik pin3 pinged A1 kuni A4 kõrgemad kui tihvt 2.

Järgmisena võime eeldada, et op-võimendid lülituvad välja järgmises järjestuses:

2,5 V juures Rx-is läheb A4 väljund madalaks, 2 V-ga A3 väljund madalaks, 1,5 V-ga A2-väljund madalaks, 0,5 V A1-väljundiks madalaks

Pidage meeles, et kui Rx-l on 0,5 V, lülituvad kõik valgusdioodid välja, kuid 0,5 V võib siiski vastata 1-amprisele voolule, mida aku tõmbab. Võime seda pidada ujuklaadimise tasemeks ja lasta akul mõnda aega ühenduses püsida, kuni me selle lõpuks eemaldame.

Kui soovite, et viimane valgusdiood (valge) jääks põlema seni, kuni Rx-l on saavutatud peaaegu nullvolt, võite sel juhul eemaldada tugidioodi op-amprite pin2-st ja asendada see takistiga nii, et see takisti koos R5 tekitab tihvti2 pingelangu umbes 0,2 V.

See tagab, et A1 valgusdiood kustub ainult siis, kui potentsiaal Rx-l langeb alla 0,2 V, mis omakorda vastab peaaegu täielikult laetud ja eemaldatavale akule.

Eelseadistuste määramine.

Selleks vajate näivpotentsiaali jagajat, mis on ehitatud 1K poti abil, mis on ühendatud toiteterminalide külge, nagu allpool näidatud.

Esmalt lahutage P1 --- P4 eelseadistatud link Rx-ist ja ühendage see 1 K poti keskmise tihvtiga, nagu eespool näidatud.

Libistage kõigi op ampide eelseadete keskosa 1K poti suunas.

Nüüd reguleerige 1K potti nii, et selle keskhaarale ja maapinnale ulatuks 2,5 V. Siit leiad, et põleb ainult PUNANE LED. Järgmisena reguleerige A4 eelseadistatud P4 nii, et PUNANE LED lihtsalt välja lülitub. See lülitab koheselt sisse A3 rohelise LED-i.

Pärast seda reguleerige 1K potti, et vähendada selle tihvti keskmist pinget 2V-ni. Nagu ülal, reguleerige A3 eelseadistatud P3 nii, et roheline lihtsalt välja lülituks. See lülitab sisse kollase LED-i.

Järgmisena reguleerige 1K potti nii, et selle keskmises tihvtis oleks 1,5 V, ja reguleerige A2 eelseadistatud P2 nii, et kollane LED lihtsalt välja lülitub. See lülitab valge valgusdioodi sisse.

Lõpuks reguleerige 1K potti, et vähendada selle keskmist tihvti potentsiaali 0,5 V-ni. Reguleerige A1 eelseadistatud P1 nii, et valge LED lihtsalt välja lülituks.

Eelseadistatud kohandused on nüüd läbi ja tehtud!

Eemaldage 1K pott ja ühendage eelseadistatud väljundlink uuesti Rx-ga, nagu on näidatud esimesel diagrammil.

Võite alustada soovitatud aku laadimist ja vaadata, kuidas LED-id vastavad.

Automaatse väljalülituse lisamine VÄLJAS

Kui vool väheneb peaaegu nullini, võib relee välja lülitada, et tagada praegune aku vooluahela automaatne katkestamine, nagu allpool näidatud:

Kuidas see töötab

Kui toide on sisse lülitatud, põhjustab 10uF kondensaator op-amprite pin2 potentsiaali hetkelise maandamise, mis võimaldab kõigi op-amprite väljundil minna kõrgeks.

A1 väljundiga ühendatud relee draiveri transistor lülitab sisse relee, mis ühendab aku laadimisallikaga N / O kontaktide kaudu.

Aku hakkab nüüd joonistama ettenähtud kogust voolu, põhjustades nõutava potentsiaali arenemiseks üle Rx, mida tunneb op-amprite pin3 vastavate eelseadistuste P1 --- P4 kaudu.

Vahepeal laaditakse 10uF R5 kaudu, mis taastab võrdlusväärtuse op-võimendi tihvti 2 juures tagasi väärtusele 0,6 V (dioodi langus).

Kui aku laeb, reageerivad opvõimendi väljundid vastavalt eelnevalt kirjeldatule, kuni aku saab täielikult täis, põhjustades A1 väljundi tühjenemise.

Kui A1 väljund on madal, lülitab transistor relee välja ja aku on toiteallikast lahti ühendatud.

Teine kasulik vooluanduriga aku väljalülitamise disain

Selle disaini töö on tegelikult lihtne. Pinge inverteerivas sisendis fikseerib P1 eelseadistatud tasemel, mis on veidi väiksem kui takisti panga R3 --- R13 pingelang, mis vastab aku soovitatavale laadimisvoolule.

Kui toide on sisse lülitatud, põhjustab C2 kõrge võimendi võimendi mitte pööramisel, mis omakorda põhjustab võimendi väljundi kõrge sisselülitamise ja MOSFET-i sisselülitamise.

MOSFET juhib ja võimaldab akut ühendada kogu laadimisallika kaudu, võimaldades laadimisvoolul läbida takisti panga.

See võimaldab pinge areneda IC mitteinverteeriva sisendi juures, mis on kõrgem kui selle inverteeriv tihvt, mis fikseerib op-võimendi väljundi püsivalt kõrgeks.

MOSFET jätkab juhtimist ja aku on laetud, kuni aku voolutarve aku täielikul tasemel oluliselt väheneb. Pinge üle takisti panga nüüd langeb, nii et opvõimendi inverteeriv tihvt läheb nüüd kõrgemale kui opvõimendi mitteinverteeriv tihvt.

Seetõttu lülitub op-võimendi väljund madalaks, MOSFET lülitatakse välja ja aku laadimine on lõpuks peatatud.