Automaatse väljalülitusega aku laadija ahel

Postitus käsitleb kahte opamp IC 741 ja LM358 põhinevat automaatse väljalülitamise akulaadija vooluahelat, mis pole mitte ainult täpsed oma funktsioonide poolest, vaid võimaldavad ka probleemideta ja kiiret ülemise / madala piirlävi seadistamist.

Idee soovis hr Mamdouh.

Vooluringi eesmärgid ja nõuded

1. Niipea kui ühendan välise toite automaatselt, ühendab see aku lahti ja varustab süsteemi, laadides vahepeal akut.
2. Ülelaadimise kaitse (mis sisaldub ülaltoodud kujunduses).
3. Aku tühjenemise ja täislaadimise näidud (mis sisalduvad ülaltoodud kujunduses).
4. Samuti ei tea ma, mis on valem, mis aitab kindlaks määrata aku kogu laadimiseks vajaliku pinge (aku eraldatakse vanadest sülearvutitest. Kokku on 22 V, 6 apmi koormuseta)
5. Veelgi enam, ma ei tea valemit, mis näitab, kui kaua mu aku kestab, ja kuidas arvutada aega, kui tahan, et aku kestaks mulle kaks tundi.
6. Ka CPU ventilaator on varustatud süsteemiga. Tore oleks ka lisada dimmeri võimalus, minu algne plaan oli varieeruda vahemikus 26-30 v ei vaja palju rohkemat kui see.

Vooluringi skeem

Märkus: asendage 10K seerias 1N4148-ga 1K-ga

Kujundus

Kõigis oma eelmistes akulaadija kontrollerite ahelates olen täislaadimise automaatse väljalülitamise jaoks kasutanud ühte opampi ja ühendatud aku madala taseme laadimislüliti sisselülitamiseks kasutanud hüstereesitakisti.

Kuid selle hüstereesitakisti arvutamine täpse madala taseme taastamise saavutamine muutub pisut keerukaks ja nõuab mõningaid katseid ja vigu, mis võivad olla aeganõudvad.

Eespool pakutud opamp madala laadijaga laadija kontrolleri vooluahelasse on sisse lülitatud kaks opamp-komparaatorit, mis lihtsustab seadistamise protseduure ja vabastab kasutaja pikkadest protseduuridest.

Joonisele viidates näeme kahte opampi, mis on konfigureeritud võrdluseks aku pinge tajumiseks ja vajalikeks väljalülitustoiminguteks.

Eeldades, et patarei on 12 V aku, on alumise A2 opampi 10K eelseadistus seatud nii, et selle väljundnupp # 7 muutub loogiliseks, kui aku pinge ületab 11V märgi (alumine tühjenemisläve), samas kui ülemise A1 opampi eelseadistust reguleeritakse nii et selle väljund läheb kõrgeks, kui aku pinge puudutab kõrgemat väljalülitatud künnist, näiteks 14,3 V juures.

Seetõttu saab 11 V pinge korral väljundi A1 positiivseks, kuid 1N4148 dioodi olemasolu tõttu jääb see positiivne ebaefektiivseks ja blokeeritakse edasiliikumine transistori alusele.

Aku laadimist jätkatakse, kuni see saavutab 14,3 V, kui ülemine opamp relee aktiveerib, ja peatab aku laadimise.

Olukord on koheselt takistatud tagasiside takistite lisamise tõttu A1 tihvtidesse nr 1 ja tihvtidesse nr 3. Relee lukustatakse selles asendis, kui aku toiteallikas on täielikult katkenud.

Aku hakkab nüüd ühendatud koormuse kaudu aeglaselt tühjaks saama, kuni see jõuab madalama tühjenemisläve tasemele 11 V juures, kui A2 väljund on sunnitud minema negatiivseks või nulliks. Nüüd muutub selle väljundis olev diood ettepoole kallutatud ja rikub riivi kiiresti, maandades riivi tagasisignaali näidatud A1 tihvtide vahel.

Selle toimega deaktiveeritakse relee koheselt oma algsesse N / C asendisse ja laadimisvool hakkab taas aku poole liikuma.

Seda madala aku madala laadijaga vooluahelat saab kasutada alalisvoolu UPS-vooluahelana, et tagada koormuse pidev toide olenemata vooluvõrgust või selle puudumisest ning katkematu toiteallika saamiseks selle kasutamise ajal.

Sisendlaadimise toiteallika saab hankida reguleeritud toiteallikast, näiteks LM338 konstantse voolu muutuva konstantse pinge ahelast väliselt.

Eelseadete määramine

• Esmalt hoidke 1k / 1N4148 tagasiside lahutatud A1 op-võimendist.
• Viige A1 eelseadistatud liugur maapinnale ja nihutage A2 eelseadistatud liugur positiivsele tasemele.
• Muutuva toiteallika kaudu rakendage kogu aku punktides 14,2 V, mis on 12 V aku täislaadimistase.
• Relee aktiveerub.
• Nüüd liigutage A1-seadistust aeglaselt positiivse poole suunas, kuni relee lihtsalt deaktiveerub.
• See määrab täislaadimise.
• Nüüd ühendage 1k / 1N4148 tagasi nii, et A1 lukustaks relee selles asendis.
• Nüüd reguleerige muutuvat toiteallikat aeglaselt aku alumise tühjenemispiiri suunas. Leiate, et relee jääb ülalnimetatud tagasiside tõttu endiselt välja lülitatuks.
• Reguleerige toiteallikas aku tühjenemise alumise künniseni.
• Pärast seda alustage eelseadistatud A2 liikumist maapinna poole, kuni see muudab A2 väljundi nulli, mis lõhub A1 riivi ja lülitab relee uuesti laadimisrežiimi.
• See on kõik, vooluring on nüüd täielikult seadistatud, sulgege eelseadistused sellesse asendisse.

Taotluse muudele lisaküsimustele on vastused toodud allpool:

Täislaadimise piirväärtuse arvutamise valem on:

Aku pinge nimiväärtus + 20%, näiteks 20% 12 V-st on 2,4, seega 12 + 2,4 = 14,4 V on 12 V aku täislaadimise väljalülitatud pinge

Aku varundusaja teadmiseks võib kasutada järgmist valemit, mis annab ligikaudse aku varundamise aja.

Varukoopia = 0,7 (Ah / koormusvool)

Allpool on näha veel üks alternatiivne disain automaatse üle / alla laadimise väljalülitatud akulaadija vooluahela kasutamiseks kahe op-ampriga:

Kuidas see töötab

Eeldusel, et akut pole ühendatud, on relee kontakt N / C asendis. Seega, kui toide on sisse lülitatud, ei suuda opvõimendi voolu toide sisse jääda ja see jääb passiivseks.

Oletame, et tühjenenud aku on ühendatud üle näidatud punkti, opvõimendi vooluahel saab toite akust. Kuna aku on tühjenenud, loob see ülemise opvõimendi sisendis (-) madala potentsiaali, mis võib olla väiksem kui (+) tihvt.

Tänu sellele läheb ülemine op-võimendi väljund kõrgeks. Transistor ja relee aktiveeruvad ja relee kontaktid liiguvad N / C-lt N / O-le. See ühendab nüüd aku sisendtoiduga ja see hakkab laadima.

Kui aku on täielikult laetud, muutub ülemise op-võimendi (-) tihvti potentsiaal selle (+) sisendist kõrgemaks, mistõttu ülemise op-võimendi väljundnõel läheb madalaks. See lülitab transistori ja relee koheselt välja.

Nüüd on aku laadimisvõrgust lahti ühendatud.

1N4148 diood (+) ja ülemise op-võimendi väljund lukustub nii, et isegi siis, kui aku hakkab langema, ei ole see releekontrollile mõju.

Oletame siiski, et akut ei eemaldata laadija klemmidest ja sellega on ühendatud koormus, nii et see hakkab tühjaks saama.

Kui aku tühjeneb soovitud madalamast tasemest allapoole, läheb alumise opvõimendi tihvti (-) potentsiaal madalamaks kui selle (+) sisendnõel. See põhjustab alumise op-võimendi väljundi koheselt kõrge, mis tabab ülemise op-võimendi pin3-d. Lõhub koheselt riivi ja lülitab transistori ja relee uuesti sisse, et uuesti laadimist alustada.

PCB disain

Praeguse juhtimisastme lisamine

Kahte ülaltoodud kujundust saab praeguse juhtimisega uuendada, lisades MOSFET-põhise voolu juhtmooduli, nagu allpool näidatud:

R2 = 0,6 / laadimisvool

Pöördpolaarsuse kaitsja lisamine

Ülalmainitud kujundustele võib lisada vastupidise polaarsuse kaitse, lisades dioodi järjestikku aku positiivse klemmiga. Katood suunab aku positiivse klemmi ja anoodi op amp-positiivsele liinile.

Veenduge, et selle dioodiga ühendaksite 100 Ohmi takisti, vastasel juhul ei alusta vooluring laadimisprotsessi.

Relee eemaldamine

Esimesel opamp-põhise akulaadija disainilahendusel võib olla võimalik relee kõrvaldada ja laadimisprotsessi juhtida tahkistransistoride kaudu, nagu on näidatud järgmisel skeemil:

Kuidas vooluring töötab

• Oletame, et A2 eelseadistust reguleeritakse 10 V lävel ja A1 eelseadistust 14 V lävel.
• Oletame, et ühendame aku, mis on tühjenenud 11 V vaheetapis.
• Selles pinges on A1 pin2 pin2 allpool selle pin3 võrdluspotentsiaali vastavalt pin5 eelseadistuse seadistusele.
• See põhjustab A1 väljundnõela 1 kõrge, lülitades sisse transistori BC547 ja TIP32.
• Aku hakkab nüüd laadima TIP32 kaudu, kuni klemmipinge jõuab 14 V-ni.
• 14 V juures, vastavalt ülemise eelseadistuse seadistusele, läheb A1 pin2 A1-st kõrgemale, põhjustades väljundi madalaks.
• See lülitab transistorid koheselt välja ja peatab laadimise.
• Ülaltoodud toiming fikseerib ka A1 op-võimendi läbi 1k / 1N4148 nii, et isegi kui aku pinge langeb SoC tasemele 13 V, hoiab A1 pin1-väljundit endiselt madalal.
• Järgmisena, kui aku hakkab väljundkoormuse kaudu tühjaks saama, hakkab selle klemmipinge langema, kuni see on langenud 9,9 V-ni.
• Sellel tasemel langeb vastavalt alumise eelseadistuse seadele A2 pin5 pin6 alla, põhjustades selle väljund pin7 madalaks.
• See madal A2 nööpnõelaga 7 tõmbab A1 nööpnõela peaaegu 0 V-ni, nii et nüüd muutub A1 nööpnõel 3 kõrgemaks kui tema nõel 2.
• See lõhub koheselt A1 riivi ja A1 väljund muutub jälle kõrgeks, võimaldades transistoril sisse lülitada ja laadimisprotsessi algatada.
• Kui aku jõuab 14 V-ni, korratakse protsessi uuesti