Op amp akumulatora lādētāja ķēde ar automātisko izslēgšanu

Šajā ziņojumā ir apspriesti divi opamp IC 741 un LM358 bāzes automātiskās atslēgšanas akumulatora lādētāja ķēdes, kas ne tikai precīzi atbilst tā īpašībām, bet arī ļauj bez problēmām un ātri iestatīt tā augstās / zemās robežvērtības robežas.

Ideju pieprasīja Mamou kungs.

Ķēdes mērķi un prasības

1. Tiklīdz es automātiski pievienoju ārējo strāvu, tā atvienos akumulatoru un piegādās sistēmu, tikmēr uzlādēšu akumulatoru.
2. Aizsardzība pret pārslodzi (kas iekļauta iepriekš minētajā dizainā).
3. Norādījumi par akumulatora uzlādes līmeni un pilnu uzlādi (kas iekļauti iepriekš minētajā dizainā).
4. Es arī nezinu, kāda ir formula, kas palīdzēs noteikt akumulatoram nepieciešamo spriegumu, lai to uzlādētu (akumulators tiks izvilkts no veciem klēpjdatoriem. Kopā būs 22 V ar 6 Apms bez slodzes)
5. Turklāt es nezinu formulu, kas norādītu, cik ilgi darbosies mana baterija, un kā aprēķināt laiku, ja vēlos, lai akumulators man kalpotu divas stundas.
6. Arī CPU ventilatoru piegādās arī sistēma. Būtu arī lieliski pievienot dimmera opciju, mans sākotnējais plāns bija mainīties starp 26-30 v nevajag daudz vairāk par to.

Ķēdes shēma

Piezīme: Lūdzu, nomainiet 10K sērijā ar 1N4148 ar 1K

Dizains

Visās iepriekšējās akumulatora lādētāja kontrollera ķēdēs esmu izmantojis vienu opampu, lai veiktu pilnas uzlādes automātisko izslēgšanu, un izmantoju histerēzes rezistoru, lai iespējotu pievienotā akumulatora zema līmeņa uzlādes slēdzi.

Tomēr aprēķinot šo histerēzes rezistoru precīzi, lai sasniegtu precīzu zemā līmeņa atjaunošanu, kļūst nedaudz grūti, un tam ir vajadzīgi izmēģinājumi un kļūdas, kas var būt laikietilpīgi.

Iepriekš piedāvātajā opamp zema akumulatora uzlādes līmeņa lādētāja kontroliera ķēdē ir iekļauti divi opamp salīdzinātāji, nevis viens, kas vienkāršo iestatīšanas procedūras un atbrīvo lietotāju no ilgajām procedūrām.

Atsaucoties uz attēlu, mēs varam redzēt divus opampus, kas konfigurēti kā salīdzinātāji akumulatora sprieguma uztveršanai un vajadzīgajām izslēgšanas darbībām.

Pieņemot, ka akumulators ir 12 V akumulators, apakšējā A2 opamp 10K sākotnējais iestatījums ir iestatīts tā, ka tā izejas tapa # 7 kļūst par augstu loģiku, kad akumulatora spriegums tikai šķērso 11 V atzīmi (apakšējais izlādes slieksnis), savukārt A1 Opamp augšējais iestatījums tiek pielāgots šādi ka tā jauda ir augsta, kad akumulatora spriegums pieskaras augstākajam slieksnim, teiksim, pie 14,3 V.

Tāpēc pie 11 V A1 izeja kļūst pozitīva, bet 1N4148 diodes klātbūtnes dēļ šī pozitīvā iedarbība paliek neefektīva un tiek bloķēta tālākai virzībai uz tranzistora pamatni.

Akumulators turpina lādēt, līdz tas sasniedz 14,3 V, kad augšējais opamp aktivizē releju, un pārtrauc akumulatora uzlādi.

Situācija tiek nekavējoties bloķēta, pateicoties atgriezeniskās saites rezistoru iekļaušanai visā A1 tapās # 1 un pin # 3. Relejs tiek bloķēts šajā stāvoklī, kad akumulatoram ir pilnībā pārtraukta barošana.

Baterija tagad sāk lēnām izlādēties, izmantojot pievienoto slodzi, līdz tā sasniedz zemāko izlādes sliekšņa līmeni pie 11 V, kad A2 izeja ir spiesta kļūt negatīva vai nulle. Tagad diodes izeja kļūst neobjektīva uz priekšu un ātri pārtrauc aizbīdni, iezemējot fiksējošo atgriezenisko signālu starp norādītajām A1 tapām.

Ar šo darbību relejs tiek nekavējoties deaktivizēts un atjaunots sākotnējā N / C stāvoklī, un uzlādes strāva atkal sāk plūst uz akumulatoru.

Šo opamp zema akumulatora lādētāja ķēdi var izmantot kā līdzstrāvas UPS ķēdi, lai nodrošinātu nepārtrauktu kravas padevi neatkarīgi no elektrotīkla klātbūtnes vai neesamības un nepārtrauktas padeves nodrošināšanai, to izmantojot.

Ieejas uzlādes padevi var iegūt no regulēta barošanas avota, piemēram, no LM338 pastāvīgas strāvas mainīgas pastāvīgas sprieguma ķēdes ārēji.

Kā iestatīt sākotnējos iestatījumus

• Sākumā saglabājiet 1k / 1N4148 atgriezenisko saiti atvienotu no A1 op amp.
• Pārvietojiet A1 iepriekš iestatīto slīdni uz zemes līmeni un pārvietojiet A2 iepriekš iestatīto slīdni uz pozitīvo līmeni.
• Izmantojot mainīgu barošanas avotu, 12 'akumulatoram visā' akumulatora 'punktos jāpielieto pilnīgs uzlādes līmenis.
• Relejs aktivizēsies.
• Tagad lēnām virziet A1 iepriekš iestatīto uz pozitīvo pusi, līdz relejs vienkārši deaktivizējas.
• Tādējādi tiek pārtraukta pilna uzlāde.
• Tagad pievienojiet 1k / 1N4148 atpakaļ tā, lai A1 fiksētu releju šajā pozīcijā.
• Tagad lēnām noregulējiet mainīgo padevi virzienā uz akumulatora apakšējo izlādes robežu, jūs atradīsit, ka relejs joprojām ir izslēgts iepriekš minētās atgriezeniskās saites reakcijas dēļ.
• Noregulējiet barošanas avotu līdz zemākajam akumulatora izlādes sliekšņa līmenim.
• Pēc tam sāciet virzīt iepriekš iestatīto A2 virzienā uz zemes pusi, līdz tas A2 izeju pagriež uz nulli, kas pārtrauc A1 aizbīdni, un ieslēdz releju atpakaļ uzlādes režīmā.
• Tas ir viss, ķēde ir pilnībā iestatīta tagad, aizzīmogojiet iestatījumus šajā pozīcijā.

Atbildes uz citiem pieprasījumā iekļautajiem papildu jautājumiem ir norādītas zemāk:

Formula pilnīgas uzlādes sliekšņa aprēķināšanai ir:

Akumulatora sprieguma pakāpe + 20%, piemēram, 20% no 12 V ir 2,4, tātad 12 + 2,4 = 14,4 V ir pilnas uzlādes pārtraukuma spriegums 12 V akumulatoram

Lai uzzinātu akumulatora dublēšanas laiku, var izmantot šādu formulu, kas norāda aptuveno akumulatora dublēšanas laiku.

Rezerves = 0,7 (Ah / slodzes strāva)

Vēl viens alternatīvs dizains automātiskas pārslodzes / uzlādes pārtraukšanas akumulatora lādētāja ķēdes izveidošanai, izmantojot divus op amperus, ir redzams zemāk:

Kā tas strādā

Pieņemot, ka nav pievienots akumulators, releja kontakts atrodas N / C stāvoklī. Tāpēc, ieslēdzot barošanu, op amp ķēde nespēj darboties un paliek neaktīva.

Pieņemsim, ka izlādēta baterija ir pievienota norādītajā punktā, un op amp ķēde tiek barota caur akumulatoru. Tā kā akumulators ir izlādējies, tas rada zemu potenciālu augšējā op pastiprinātāja ieejā (-), kas var būt mazāks par (+) tapu.

Sakarā ar to augšējā op amp pastiprinātāja izeja ir augsta. Transistors un relejs aktivizējas, un releja kontakti pārvietojas no N / C uz N / O. Tas tagad savieno akumulatoru ar ievades barošanas avotu, un tas sāk uzlādēt.

Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, potenciāls pie augšējā op pastiprinātāja (-) tapas kļūst lielāks par tā (+) ieeju, kā rezultātā augšējā op amp pastiprinātāja izejas kontakts kļūst zems. Tas uzreiz izslēdz tranzistoru un releju.

Akumulators tagad ir atvienots no uzlādes padeves.

1N4148 diode pāri (+) un augšējā op amp pastiprinātāja izeja tiek fiksēta tā, ka pat tad, ja akumulators sāk krist, tas neietekmē releja stāvokli.

Tomēr pieņemsim, ka akumulators nav izņemts no lādētāja spailēm un tam ir pievienota slodze, lai tā sāktu izlādēties.

Kad akumulators izlādējas zem vēlamā zemākā līmeņa, potenciāls pie apakšējā opampiņa tapas (-) ir zemāks par tā (+) ieejas tapu. Tas uzreiz izraisa apakšējā op amp pastiprinātāja izejas ātrumu, kas skar augšējā op amp stiprinājumu pin3. Uzreiz tiek uzlauzts aizbīdnis un ieslēgts tranzistors un relejs, lai atkal sāktu uzlādes procesu.

PCB dizains

Pašreizējā vadības posma pievienošana

Iepriekš minētos divus dizainus var uzlabot ar pašreizējo vadību, pievienojot pašreizējo vadības moduli uz MOSFET, kā parādīts zemāk:

R2 = 0,6 / uzlādes strāva

Reversās polaritātes aizsargu pievienošana

Iepriekš minētajiem dizainparaugiem var iekļaut apgrieztās polaritātes aizsardzību, pievienojot diode virkni ar akumulatora pozitīvo spaili. Katods iet uz akumulatora pozitīvo spaili un anodu uz op amp pozitīvo līniju.

Lūdzu, pārliecinieties, vai šim diodam ir pievienots 100 Ohm rezistors, pretējā gadījumā ķēde neuzsāks uzlādes procesu.

Releja noņemšana

Pirmajā uz opamp balstītā akumulatora lādētāja konstrukcijā var būt iespējams izslēgt releju un darbināt uzlādes procesu, izmantojot cietvielu tranzistorus, kā parādīts šajā diagrammā:

Kā darbojas ķēde

• Pieņemsim, ka A2 sākotnējais iestatījums tiek noregulēts uz 10 V sliekšņa, un A1 sākotnējais iestatījums tiek pielāgots pie 14 V sliekšņa.
• Pieņemsim, ka mēs pievienojam akumulatoru, kas ir izlādējies 11 V starpposmā.
• Šajā spriegumā A1 pin2 būs zem tā pin3 atskaites potenciāla, kā norādīts pin5 iepriekš iestatītā iestatījumā.
• Tas izraisīs A1 izejas 1. kontakta tapu augstu, ieslēdzot tranzistoru BC547 un TIP32.
• Akumulatoru tagad sāks uzlādēt, izmantojot TIP32, līdz spailes spriegums sasniegs 14 V.
• Pie 14 V, atbilstoši augšējā iestatījuma iestatījumam, A1 pin2 būs augstāks par tā pin3, izraisot izejas zemu pagriezienu.
• Tas uzreiz izslēgs tranzistorus un apturēs uzlādes procesu.
• Iepriekš minētā darbība arī fiksēs A1 op pastiprinātāju caur 1k / 1N4148 tā, ka pat tad, ja akumulatora spriegums nokrītas līdz SoC līmenim 13 V, A1 turpinās zemu pin1 izeju.
• Pēc tam, kad akumulators sāk izlādēties, izmantojot izejas slodzi, tā spaiļu spriegums sāk samazināties, līdz tas ir samazinājies līdz 9,9 V.
• Šajā līmenī, atbilstoši zemākā sākotnējā iestatījuma iestatījumam, A2 pin5 nokritīsies zem tā pin6, izraisot tā izejas pin7 zemu pagriezienu.
• Šis zemais pie A2 pin7 pievelk A1 pin2 gandrīz līdz 0 V tā, ka tagad A1 pin3 kļūst augstāks par tā pin2.
• Tas nekavējoties pārtrauks A1 aizbīdni, un A1 izeja atkal pagriezīsies augstu, ļaujot tranzistoram ieslēgties un sākt uzlādes procesu.
• Kad akumulators sasniedz 14 V, process vēlreiz atkārtos ciklu