Akumulatora strāvas indikatora ķēde - strāvas iedarbināta lādēšana ir pārtraukta

Šajā ierakstā mēs uzzinām par vienkāršu akumulatora strāvas sensoru ar indikatora shēmu, kas nosaka akumulatora patērētās strāvas daudzumu uzlādes laikā. Iesniegtajiem modeļiem ir arī automātiska izslēgšanās, kad akumulators pārtrauc patērēt strāvu pilnā uzlādes līmenī.

Kāpēc pašreizējie pilieni, kad akumulators tiek uzlādēts

Mēs jau zinām, ka, lai gan akumulators sākotnēji uzlādējas, tas uzņem lielāku strāvas daudzumu, un, sasniedzot pilnu uzlādes līmeni, šis patēriņš sāk samazināties, līdz tas sasniedz gandrīz nulli.

Tas notiek tāpēc, ka sākotnēji akumulators ir izlādējies un tā spriegums ir zemāks par avota spriegumu. Tas rada salīdzinoši lielāku potenciālo atšķirību abos avotos.

Šīs lielās atšķirības dēļ potenciāls no augstāka avota, kas ir lādētāja jauda, ​​sāk virzīties uz akumulatoru ar daudz lielāku intensitāti, izraisot lielāku strāvas daudzumu akumulatorā.

Kad akumulators uzlādējas līdz pilnam līmenim, potenciālā atšķirība starp abiem avotiem sāk samazināties, līdz abiem avotiem ir vienādi sprieguma līmeņi.

Kad tas notiek, spriegums no barošanas avota nespēj virzīt turpmāku strāvu akumulatora virzienā, kā rezultātā samazinās strāvas patēriņš.

Tas izskaidro, kāpēc izlādēts akumulators sākotnēji piesaista vairāk strāvas un minimālo strāvu, kad tas ir pilnībā uzlādēts.

Parasti lielākā daļa akumulatora uzlādes indikatoru izmanto akumulatora sprieguma līmeni, lai norādītu tā uzlādes stāvokli, šeit sprieguma vietā uzlādes statusa mērīšanai tiek izmantota strāvas (ampēru) lielums.

Strāvas izmantošana kā mērīšanas parametrs ļauj precīzāk novērtēt parametru akumulatora uzlāde statuss. Ķēde spēj arī norādīt pievienotā akumulatora tūlītēju veselību, pārveidojot tā pašreizējo patēriņa spēju, kamēr tā tiek uzlādēta.

Izmantojot LM338 vienkāršo dizainu

Varētu izveidot vienkāršu strāvas pārtraukuma akumulatora lādētāja ķēdi, atbilstoši modificējot a standarta LM338 regulatora ķēde kā parādīts zemāk:

Es aizmirsu pievienot diodi pie akumulatora pozitīvās līnijas, tāpēc, lūdzu, noteikti pievienojiet to, kā parādīts nākamajā labotajā diagrammā.

Kā tas strādā

Iepriekš minētās ķēdes darbība ir diezgan vienkārša.

Mēs zinām, ka tad, kad LM338 vai LM317 IC ADJ tapa ir īssavienota ar iezemēto līniju, IC izslēdz izejas spriegumu. Mēs izmantojam šo ADJ izslēgšanas funkciju, lai ieviestu pašreizējo atklāto izslēgšanu.

Kad tiek ievadīta ieejas jauda, ​​10uF kondensators atspējo pirmo BC547, lai LM338 varētu normāli darboties un radīt nepieciešamo spriegumu pievienotajam akumulatoram.

Tas savieno akumulatoru, un tas sāk uzlādēt, izmantojot norādīto strāvas daudzumu atbilstoši tā Ah vērtējumam.

Tādējādi rodas potenciāla atšķirība starp strāvas jutīgais rezistors Rx, kas ieslēdz otro BC547 tranzistoru.

Tas nodrošina, ka pirmais BC547, kas savienots ar IC ADJ tapu, paliek atspējots, kamēr akumulatoram ir atļauts normāli uzlādēt.

Kad akumulators uzlādējas, potenciālā Rx atšķirība sāk samazināties. Galu galā, kad akumulators ir gandrīz pilnībā uzlādēts, šis potenciāls nokrītas līdz līmenim, kurā tas kļūst par zemu otrajam BC547 bāzes slīpumam, to izslēdzot.

Kad otrais BC547 izslēdzas, pirmais BC547 ieslēdzas un pamato IC ADJ tapu.

LM338 tagad izslēdz akumulatora pilnīgu atvienošanu no uzlādes avota.

Rx var aprēķināt, izmantojot Ohma likuma formulu:

Rx = 0,6 / Minimālā uzlādes strāva

Šī LM338 shēma atbalstīs līdz 50 Ah akumulatoru, ja IC ir uzstādīts uz liela radiatora. Baterijām ar augstāku Ah nominālvērtību IC var būt jāatjaunina ar ārējo tranzistoru kā apspriests šajā rakstā .

Izmantojot IC LM324

Otrais dizains ir sarežģītāka shēma, izmantojot LM324 IC kas nodrošina precīzu akumulatora stāvokļa detalizētu noteikšanu, kā arī pilnīgu akumulatora izslēgšanu, kad strāvas stiprums sasniedz minimālo vērtību.

Kā gaismas diodes norāda akumulatora statusu

Kad akumulators patērē maksimālo strāvu, RED gaismas diode iedegsies.

Kad akumulators tiek uzlādēts un strāva Rx proporcionāli samazinās, RED gaismas diode izslēdzas un ieslēdzas GREEN LED.

Kad līstīte tiek uzlādēta tālāk, zaļā gaismas diode izslēdzas un dzeltenā krāsa ieslēdzas.

Pēc tam, kad akumulators ir gandrīz pilnībā uzlādēts, dzeltenā gaismas diode izslēgsies un baltā krāsa ieslēgsies.

Visbeidzot, kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, arī baltā gaismas diode izslēdzas, tas nozīmē, ka visas gaismas diodes tiks izslēgtas, norādot uz nulles akumulatora enerģijas patēriņu pilnībā uzlādēta statusa dēļ.

Ķēdes darbība

Atsaucoties uz parādīto ķēdi, mēs varam redzēt četrus opampus, kas konfigurēti kā salīdzinātāji, kur katram opampam ir savas iepriekš iestatītas strāvas uztveršanas ieejas.

Augsta vata rezistors Rx veido strāvas pārveidotāju, kas uztver akumulatora vai slodzes patērēto strāvu un pārveido to atbilstošā sprieguma līmenī un padod to opamp ieejām.

Sākumā akumulators patērē vislielāko strāvas daudzumu, kas rada attiecīgi vislielāko sprieguma kritumu visā rezistorā Rx.

Iepriekš iestatītie iestatījumi ir tādi, ka tad, kad akumulators patērē maksimālo strāvu (pilnībā izlādējies), visu 4 op ampēru neinvertējošajam tapam3 ir lielāks potenciāls nekā pin2 atsauces vērtībai.

Tā kā šajā brīdī visu opu pastiprinātāju izejas ir augstas, iedegas tikai RED gaismas diode, kas savienota ar A4, bet pārējā LED paliek izslēgta.

Tagad, kad akumulators tiek uzlādēts, Rx spriegums sāk samazināties.

Saskaņā ar sākotnējo iestatījumu secīgu pielāgošanu A4 pin3 spriegums nedaudz samazinās zem pin2, izraisot A4 izejas zemu līmeni un RED izraisīja izslēgšanos.

Kad A4 izejas līmenis ir zems, iedegas A3 izejas LED.

Kad batttery uzlādē mazliet vairāk, A3 op ampēru pin3 potenciāls nokrītas zem tā pin2, kā rezultātā A3 izeja samazinās, kas izslēdz ZAĻO LED.

Ja A3 izeja ir zema, iedegas A2 izejas LED.

Kad akumulators tiek uzlādēts nedaudz vairāk, A3 pin3 potenciāls nokrītas zem tā pin2, kā rezultātā A2 izeja kļūst nulle, izslēdzot dzelteno LED.

Ja A2 izeja ir zema, tagad iedegas baltā gaismas diode.

Visbeidzot, kad akumulators ir gandrīz pilnībā uzlādēts, A1 pin3 potenciāls iet zem tā pin2, liekot A1 izejai kļūt nullei, un baltais LED izslēdzas.

Izslēdzot visus gaismas diodes, akumulators ir pilnībā uzlādēts, un strāva visā Rx ir sasniegusi nulli.

Ķēdes shēma

Piedāvātās akumulatora strāvas indikatora shēmas detaļu saraksts

• R1 ---- R5 = 1k
• P1 ----- P4 = 1k sākotnējie iestatījumi
• A1 ----- A4 = LM324 IC
• Diode = 1N4007 vai 1N4148
• Rx = Kā paskaidrots turpmāk

Pašreizējā sensora diapazona iestatīšana

Pirmkārt, mums jāaprēķina maksimālā un minimālā sprieguma diapazons, kas izveidojies visā Rx, reaģējot uz akumulatora patērētās strāvas diapazonu.

Pieņemsim, ka uzlādējamais akumulators ir a 12 V 100 Ah akumulators , un maksimālais paredzētais strāvas diapazons tam ir 10 ampēri. Un mēs vēlamies, lai šī strāva visā Rx attīstītos ap 3 V.

Izmantojot Ohma likumu, mēs varam aprēķināt Rx vērtību šādā veidā:

Rx = 3/10 = 0,3 omi

Jauda = 3 x 10 = 30 vati.

Tagad 3 V ir maksimālais diapazons rokās. Tā kā atsauces vērtība op amp pie pin2 ir iestatīta, izmantojot 1N4148 diodi, potenciāls pie pin2 būs aptuveni 0,6 V.

Tātad minimālais diapazons var būt 0,6 V. Tāpēc mēs iegūstam minimālo un maksimālo diapazonu starp 0,6 V un 3 V.

Mums ir jāiestata iepriekšējie iestatījumi tā, lai pie 3 V visi pin3 spriegumi no A1 līdz A4 būtu augstāki par 2. tapu.

Pēc tam mēs varam pieņemt, ka op ampēri izslēdzas šādā secībā:

Pie 2,5 V pāri Rx A4 izeja ir zema, pie 2 V A3 izeja ir zema, pie 1,5 V A2 izeja ir zema, pie 0,5 V A1 izeja ir zema

Atcerieties, ka, lai gan R V pie 0,5 V strāvas, visi gaismas diodes izslēdzas, bet 0,5 V joprojām var atbilst 1 ampēra strāvai, ko velk akumulators. Mēs to varam uzskatīt par pludiņa uzlādes līmeni un ļaut akumulatoram kādu laiku palikt savienotam, līdz beidzot to noņemam.

Ja vēlaties, lai pēdējais gaismas diode (balta) paliktu izgaismota, līdz Rx sasniegs gandrīz nulles voltu, tādā gadījumā jūs varat noņemt atsauces diode no op amperu pin2 un aizstāt to ar rezistoru tā, lai šis rezistors kopā ar R5 rada sprieguma kritumu aptuveni 0,2 V pie pin2.

Tas nodrošinās, ka baltā gaismas diode pie A1 izslēdzas tikai tad, kad potenciāls visā Rx nokrītas zem 0,2 V, kas savukārt atbildīs par gandrīz pilnībā uzlādētu un noņemamu akumulatoru.

Kā iestatīt sākotnējos iestatījumus.

Lai to izdarītu, jums būs nepieciešams fiktīvs potenciāla dalītājs, kas izveidots, izmantojot 1K katlu, kas savienots pāri piegādes spailēm, kā parādīts zemāk.

Sākumā atvienojiet P1 --- P4 iepriekš iestatīto saiti no Rx un savienojiet to ar 1 K katla centrālo tapu, kā norādīts iepriekš.

Pabīdiet visu op amp presets centrālo roku uz 1K pot.

Tagad noregulējiet 1K katlu tā, lai 2,5 V būtu attīstīts visā tā centrālajā un zemes rokā. Jūs atradīsit, ka šajā brīdī deg tikai RED gaismas diode. Pēc tam noregulējiet A4 iepriekš iestatīto P4 tā, lai RED gaismas diode vienkārši izslēgtos. Tas uzreiz ieslēgs A3 zaļo LED.

Pēc tam noregulējiet 1K trauku, lai tā centrālās tapas spriegumu samazinātu līdz 2V. Tāpat kā iepriekš, noregulējiet A3 iepriekš iestatīto P3 tā, lai zaļais vienkārši izslēgtos. Tas ieslēgs dzelteno LED.

Pēc tam noregulējiet 1K podu tā, lai tā centrālajā tapā būtu 1,5 V, un noregulējiet A2 iepriekš iestatīto P2 tā, lai dzeltenā gaismas diode vienkārši izslēgtos. Tas ieslēgs balto LED.

Visbeidzot, noregulējiet 1K trauku, lai tā centrālās tapas potenciālu samazinātu līdz 0,5 V. Noregulējiet A1 iepriekš iestatīto P1 tā, lai baltais gaismas diode vienkārši izslēgtos.

Iepriekš iestatītās korekcijas ir beigušās un pabeigtas!

Noņemiet 1K trauku un pievienojiet iepriekš iestatīto izejas saiti atpakaļ Rx, kā parādīts pirmajā diagrammā.

Jūs varat sākt uzlādēt ieteicamo akumulatoru un skatīties, kā gaismas diodes attiecīgi reaģē.

Automātiskās izslēgšanas izslēgšanas pievienošana

Kad strāva samazinās līdz gandrīz nullei, releju var izslēgt, lai nodrošinātu automātisku strāvas sensora akumulatora ķēdes ķēdes pārrāvumu, kā parādīts zemāk:

Kā tas strādā

Kad strāva ir ieslēgta, 10uF kondensators rada īslaicīgu op amperu pin2 potenciāla zemējumu, kas ļauj visu opu ampēru izejai augsti.

Releja draivera tranzistors, kas savienots ar A1 izeju, ieslēdz releju, kas caur N / O kontaktiem savieno akumulatoru ar uzlādes padevi.

Baterija tagad sāk noteiktās strāvas daudzumu, izraisot nepieciešamo potenciālu attīstīties pāri Rx, ko uztver op amperu pin3 caur attiecīgajiem iestatījumiem, P1 --- P4.

Pa to laiku 10uF tiek uzlādēts, izmantojot R5, kas atjauno atsauces vērtību pie opperu pin2 atpakaļ līdz 0.6V (diodes kritums).

Kad akumulators uzlādējas, op amp izejas reaģē atbilstoši, kā paskaidrots iepriekš, līdz akumulators ir pilnībā uzlādēts, izraisot A1 izejas pazemināšanos.

Kad A1 izeja ir zema, tranzistors izslēdz releju un akumulators tiek atvienots no barošanas avota.

Vēl viens noderīgs pašreizējais sensora akumulatora atslēgšanas dizains

Šī dizaina darbība faktiski ir vienkārša. Spriegumu pie invertējošās ieejas fiksē P1 iepriekš iestatītais līmenis, kas ir nedaudz zemāks par sprieguma kritumu visā rezistora bankā R3 --- R13, kas atbilst ieteicamajai akumulatora uzlādes strāvai.

Kad barošana ir ieslēgta, C2 izraisa to, ka op amp nav apgriezts uz otru pusi, kas savukārt liek op amp izejai augsti ieslēgt MOSFET.

MOSFET vada un ļauj akumulatoru savienot visā uzlādes blokā, ļaujot uzlādes strāvai iziet cauri rezistora bankai.

Tas ļauj attīstīties spriegumam pie IC neinvertējošās ieejas, kas ir augstāks par tā invertējošo tapu, kas fiksē op ampu izeju līdz pastāvīgai augstai.

Tagad MOSFET turpina vadīt un akumulators tiek uzlādēts, līdz akumulatora pašreizējais patēriņš ievērojami samazinās pie pilna akumulatora uzlādes līmeņa. Spriegums pāri rezistora bankai tagad samazinās, tāpēc op ampu invertējošā tapa tagad ir augstāka nekā op amp neinvertējošā tapa.

Tāpēc op amp izeja kļūst zema, MOSFET tiek izslēgts un akumulatora uzlāde beidzot tiek pārtraukta.