Akumulatora lādētāja ķēde, izmantojot fiksētus rezistorus

Šī universālā automātiskā akumulatora lādētāja shēma ir ārkārtīgi universāla ar savu darbību, un to var pielāgot visu veidu akumulatoru uzlādēšanai un pat saules uzlādes kontroliera lietošanai.

Universālā akumulatora lādētāja galvenās funkcijas

Universālā akumulatora lādētāja ķēdē tajā jābūt šādām galvenajām iezīmēm:

1) Automātiska akumulatora pilnas uzlādes izslēgšana un automātiska zems akumulatora līmenis lādēšanas inicializēšana ar atbilstošiem LED indikatoru brīdinājumiem.

2) Pielāgojams visu veidu akumulatoru uzlāde

3) Pielāgojams jebkuram norādītajam spriegumam un AH vērtētajam akumulatoram.

4) strāvas kontrolēta izeja

5) Soli uzlādējiet 3 vai 4 solis (pēc izvēles)

No iepriekšminētajām 5 funkcijām pirmajām 3 ir izšķiroša nozīme un tās kļūst par obligātām funkcijām jebkurai universāla akumulatora lādētāja ķēdei.

Tomēr līdztekus šīm funkcijām automātiskajam akumulatora lādētājam jābūt arī ļoti kompaktam, lētam un viegli lietojamam, pretējā gadījumā dizains varētu būt diezgan bezjēdzīgs cilvēkiem ar mazāk tehniskām zināšanām, padarot “universālo” tagu par nederīgu.

Šajā vietnē es jau esmu apspriedis daudzas dažādotas akumulatoru lādētāju shēmas, kurās ir iekļautas lielākās daļas iezīmju, kas būtībā var būt nepieciešamas, lai optimāli un droši uzlādētu akumulatoru.

Daudzās no šīm akumulatora lādētāja ķēdēm vienkāršības labad tika izmantots viens opamp, un tika izmantota histerēzes iespēja automātiska zemas akumulatora uzlādes atjaunošanas procesa ieviešanai.

Tomēr ar automātisku akumulatora lādētāju, izmantojot histerēzi opampā, atgriezeniskās saites iepriekš iestatītā vai mainīgā rezistora pielāgošana kļūst par izšķirošu procedūru un nedaudz sarežģītu lietu, it īpaši jaunpienācējiem .. tā kā tas prasa zināmu nežēlīgu izmēģinājumu un kļūdu procesu, līdz pareizais iestatījums ir pabeigts.

Turklāt pārmaksu atslēgšanas iestatīšana kļūst par garlaicīgu procesu ikvienam jaunpienācējam, kurš, iespējams, mēģina ātri sasniegt rezultātus ar akumulatora lādētāja ķēdi.

Fiksēto rezistoru izmantošana podu vai sākotnējo iestatījumu vietā

Šis raksts īpaši koncentrējas uz iepriekš minēto jautājumu un aizstāj traukus un sākotnējos iestatījumus ar fiksētiem rezistoriem lai novērstu laikietilpīgās korekcijas un nodrošinātu gala lietotājam vai konstruktoram bezrūpīgu dizainu.

Esmu jau apspriedis vienu agrāku rakstu, kurā sīki izskaidrota histerēze opampos, ierosinātā universālā akumulatora lādētāja ķēdes projektēšanai izmantosim to pašu koncepciju un formulas, kas, cerams, atrisinās visas neskaidrības, kas saistītas ar pielāgotas akumulatora lādētāja ķēdes izveidi. jebkuru unikālu akumulatoru.

Pirms mēs virzīsimies uz priekšu ar ķēdes skaidrojuma piemēru, būtu svarīgi saprast kāpēc nepieciešama histerēze mūsu akumulatora lādētāja ķēdei?

Tas ir tāpēc, ka mēs esam ieinteresēti izmantot vienu opamp un izmantot to, lai noteiktu gan akumulatora apakšējo izlādes slieksni, gan augšējo pilnas uzlādes slieksni.

Histerēzes pievienošanas nozīme

Parasti bez histerēzes opampu nevar iestatīt aktivizēšanai pie diviem dažādiem sliekšņiem, kas var būt diezgan plaši, tāpēc mēs izmantojam histerēzi, lai iegūtu iespēju izmantot vienu opampu ar divkāršu noteikšanas funkciju.

Atgriežoties pie mūsu galvenās tēmas par universāla akumulatora lādētāja ķēdes ar histerēzi projektēšanu, uzzināsim, kā mēs varam aprēķināt fiksētos rezistorus, lai varētu novērst sarežģītās Hi / Lo pārtraukšanas procedūras, izmantojot mainīgus rezistorus vai iepriekš iestatītus iestatījumus.

Lai saprastu histerēzes pamatdarbības un ar to saistīto formulu, mums vispirms ir jāatsaucas uz šo ilustrāciju:

Iepriekš minētajos piemēru ilustrācijās mēs varam skaidri redzēt, kā histerēzes rezistors Rh tiek aprēķināts attiecībā pret pārējiem diviem atsauces rezistoriem Rx un Ry.

Tagad mēģināsim ieviest iepriekš minēto koncepciju faktiskajā akumulatora lādētāja ķēdē un redzēt, kā var aprēķināt attiecīgos parametrus, lai iegūtu galīgo optimizēto jaudu. Mēs izmantojam šādu a 6V akumulatora lādētāja ķēde

Šajā cietvielu lādētāja diagrammā, tiklīdz 2. kontakta spriegums kļūst lielāks par 3. kontakta atskaites spriegumu, izejas kontakts # 6 kļūst zems, izslēdzot TIP122 un akumulatora uzlādi. Un otrādi, kamēr tapas Nr. 2 potenciāls paliek zem tapas Nr. 3, opamp izeja uztur TIP122 ieslēgtu un akumulators turpina uzlādēt.

Formulu ieviešana praktiskā piemērā

No formulām, kas izteiktas iepriekšējā sadaļā, mēs varam redzēt pāris izšķirošos parametrus, kas jāņem vērā, īstenojot to praktiskajā lokā, kā norādīts zemāk:

1) Rx un opamp barošanas spriegumam Vcc piemērotajam atskaites spriegumam jābūt vienādam un nemainīgam.

2) Izvēlētajam akumulatora augšējās pilnas uzlādes izslēgšanas slieksnim un apakšējā akumulatora izlādes slēdža ON sliekšņa spriegumam jābūt zemākam par Vcc un atsauces spriegumiem.

Tas izskatās mazliet grūts, jo barošanas spriegums Vcc parasti ir savienots ar akumulatoru, un tāpēc tas nevar būt nemainīgs, kā arī tas nevar būt zemāks par atsauci.

Jebkurā gadījumā, lai risinātu šo problēmu, mēs pārliecināmies, ka Vcc ir piestiprināts ar atskaites līmeni un akumulatora spriegums, kas jānosaka, tiek samazināts līdz 50% zemākai vērtībai, izmantojot potenciālo dalītāju tīklu, lai tas kļūtu mazāks par Vcc, kā parādīts iepriekšējā diagrammā.

Rezistors Ra un Rb pazemina akumulatora spriegumu līdz proporcionālai 50% zemākai vērtībai, savukārt 4,7 V zener nosaka fiksēto atsauces spriegumu Rx / Ry un opamp Vcc tapu Nr. 4. Tagad viss izskatās gatavs aprēķiniem.

Tāpēc pielietosim histerēzi formulas šim 6 V lādētājam un uzziniet, kā tas darbojas šajā ķēdes piemērā:

Iepriekš minētajā 6V ķēdē mums ir šādi dati:

Uzlādējamā baterija ir 6 V

Augšējais nogrieztais punkts ir 7 V

Zemāks atjaunošanas punkts ir 5,5 V.

Vcc un atsauces spriegums ir iestatīts uz 4,7 V (izmantojot 4,7 V zeneru)

Mēs izvēlamies Ra, Rb kā 100k rezistorus, lai samazinātu 6 V akumulatora potenciālu līdz 50% mazāk, tāpēc augšējais nogrieztais punkts 7 V tagad kļūst par 3,5 V (VH), bet apakšējais 5,5 V kļūst par 2,75 V (VL)

Tagad mums jānoskaidro histerēzes rezistora vērtības Rh attiecībā uz Rx un Ry .

Saskaņā ar formulu:

Rh / Rx = VL / VH - VL = 2,75 / 3,5 - 2,75 = 3,66 --------- 1)

∴ Rh / Rx = 3,66

Ry / Rx = VL / Vcc - VH = 2,75 / 4,7 - 3,5 = 2,29 ---------- 2)

∴ Ry / Rx = 2,29

No 1) mums ir Rh / Rx = 3,66

Rh = 3,66 Rx

Paņemsim Rx = 100K ,

Varētu darīt citas vērtības, piemēram, 10K, 4k7 vai jebkas cits, taču piemērotāka kļūst 100K, kas ir standarta vērtība un pietiekami augsta, lai uzturētu samazinātu patēriņu.

∴ Rh = 3,66 x 100 = 366K

Aizstājot šo Rx vērtību 2), mēs iegūstam

Ry / Rx = 2,29

Ry = 2,29 Rx = 2,29 x 100 = 229K

∴ Ry = 229K

Iepriekš minētos rezultātus var sasniegt arī, izmantojot histerēzes kalkulatora programmatūru, vienkārši noklikšķinot uz dažām pogām

Tieši tā, ar iepriekš minētajiem aprēķiniem mēs esam veiksmīgi noteikuši dažādu rezistoru precīzās fiksētās vērtības, kas nodrošinās, ka pievienotā 6 V baterija automātiski atvienojas pie 7 V un atsāk uzlādi brīdī, kad tā spriegums nokrītas zem 5,5 V.

Augstāka sprieguma baterijām

Augstākam spriegumam, piemēram, 12V, 24V, 48V universālās akumulatora ķēdes sasniegšanai, iepriekš minēto dizainu var vienkārši modificēt, kā norādīts zemāk, izslēdzot LM317 posmu.

Aprēķina procedūras būs tieši tādas pašas kā izteiktas iepriekšējā punktā.

Augstas strāvas akumulatora uzlādei TIP122 un diodi 1N5408 var būt nepieciešams uzlabot ar proporcionāli lielākas strāvas ierīcēm un mainīt 4.7V zeneru uz vērtību, kas var būt lielāka par 50% no akumulatora sprieguma.

Zaļā gaismas diode norāda akumulatora uzlādes statusu, savukārt sarkanā gaismas diode ļauj mums uzzināt, kad akumulators ir pilnībā uzlādēts.

Ar šo rakstu noslēdzas raksts, kurā skaidri paskaidrots, kā izveidot vienkāršu, tomēr universāli lietojamu akumulatora lādētāja ķēdi, izmantojot fiksētus rezistorus, lai nodrošinātu ārkārtīgu precizitāti un nepatiesu griezumu pāri iestatītajiem sliekšņa punktiem, kas savukārt nodrošina nevainojamu un drošu pievienotā akumulatora uzlādi.