Baterijos įkroviklio grandinė naudojant fiksuotus rezistorius

Ši universali automatinio akumuliatoriaus įkroviklio grandinė yra nepaprastai universali savo veikimu ir gali būti pritaikyta visų tipų akumuliatorių įkrovimui ir netgi saulės energijos įkroviklio valdikliui.

Pagrindinės universalaus akumuliatoriaus įkroviklio savybės

Universalioje akumuliatoriaus įkroviklio grandinėje turi būti šios pagrindinės funkcijos:

1) Automatinis akumuliatoriaus įkrovimo išjungimas ir automatinis išsenka baterija įkrovimo inicijavimas su atitinkamais LED indikatoriaus įspėjimais.

2) Pritaikoma visų tipų akumuliatorių įkrovimas

3) Pritaikoma bet kuriai įtampai ir AH vardinei baterijai.

4) Srovės valdoma išvestis

5) Pakopinis įkrovimas 3 arba 4 žingsniai (pasirinktinai)

Iš pirmiau minėtų 5 funkcijų pirmieji 3 yra nepaprastai svarbūs ir tampa privalomomis bet kurios universalios baterijos įkroviklio grandinės funkcijomis.

Tačiau kartu su šiomis savybėmis automatinis akumuliatoriaus įkroviklis taip pat turi būti itin kompaktiškas, pigus ir lengvai valdomas, kitaip dizainas gali būti gana nenaudingas žmonėms, turintiems mažiau techninių žinių, todėl „universali“ žyma bus panaikinta.

Šioje svetainėje jau aptariau daugybę diversifikuotų akumuliatorių įkroviklių grandinių, kuriose yra daugybė svarbiausių funkcijų, kurių iš esmės gali prireikti norint optimaliai ir saugiai įkrauti akumuliatorių.

Daugelyje šių akumuliatorių įkroviklių grandinių paprastumo dėlei buvo naudojamas vienas opampas, o automatinio mažo akumuliatoriaus įkrovimo atkūrimo proceso įgyvendinimui buvo naudojama histerezės parinktis.

Tačiau naudojant automatinį akumuliatoriaus įkroviklį naudojant histerezę nustatant grįžtamąjį ryšį iš anksto ar kintamą rezistorių, tai yra labai svarbi procedūra ir šiek tiek sudėtingas reikalas, ypač naujokams .. kadangi tam reikia tam tikro negailestingo bandymų ir klaidų proceso, kol bus baigtas teisingas nustatymas.

Be to, perkrovos ribos nustatymas taip pat tampa varginančiu procesu kiekvienam naujokui, kuris gali bandyti greitai pasiekti rezultatus naudodamas akumuliatoriaus įkroviklio grandinę.

Fiksuotų rezistorių naudojimas vietoj puodų ar išankstinių nustatymų

Šiame straipsnyje ypatingas dėmesys skiriamas minėtam klausimui ir puodus ir išankstinius nustatymus pakeičia fiksuotais rezistoriais siekiant pašalinti daug laiko reikalaujančius pakeitimus ir užtikrinti, kad galutiniam vartotojui ar konstruktoriui būtų be rūpesčių.

Aš jau aptariau vieną ankstesnį straipsnį, kuriame išsamiai paaiškinta histerezė opampuose, mes naudosime tą pačią koncepciją ir formules kurdami siūlomą universalią akumuliatoriaus įkroviklio grandinę, kuri, tikiuosi, išspręs visas painiavas, susijusias su pritaikyto akumuliatoriaus įkroviklio grandinės kūrimu. bet kokia unikali baterija.

Prieš pradedant grandinės paaiškinimo pavyzdį, svarbu suprasti kodėl reikalinga histerezė mūsų akumuliatoriaus įkroviklio grandinei?

Taip yra todėl, kad esame suinteresuoti naudoti vieną opampą ir jį naudoti aptikti tiek apatinę akumuliatoriaus iškrovos ribą, tiek viršutinę pilno įkrovimo ribą.

Histerezės pridėjimo svarba

Paprastai be histerezės negalima nustatyti opampo, kuris suaktyvėtų esant dviem skirtingoms riboms, kurios gali būti gana platus, todėl mes naudojame histerezę, kad gautume galimybę naudoti vieną opampą su dviguba aptikimo funkcija.

Grįžtant prie pagrindinės temos, susijusios su universalaus akumuliatoriaus įkroviklio grandinės su histereze sukūrimu, sužinokime, kaip galime apskaičiuoti pastovius rezistorius, kad būtų galima pašalinti sudėtingas „Hi / Lo“ nutraukimo procedūras, naudojant kintamuosius rezistorius ar išankstinius nustatymus.

Norėdami suprasti pagrindines histerezės operacijas ir su ja susijusią formulę, pirmiausia turime remtis šia iliustracija:

Aukščiau pateiktose iliustracijose galime aiškiai pamatyti, kaip histerezės rezistorius Rh yra apskaičiuojamas atsižvelgiant į kitus du etaloninius rezistorius Rx ir Ry.

Dabar pabandykime įdiegti pirmiau minėtą koncepciją į faktinę akumuliatoriaus įkroviklio grandinę ir pamatyti, kaip gali būti apskaičiuojami atitinkami parametrai, norint gauti galutinę optimizuotą išvestį. Mes paimame tokį a pavyzdį 6 V akumuliatoriaus įkroviklio grandinė

Šioje kietojo kūno įkroviklio diagramoje, kai tik kaiščio Nr. 2 įtampa tampa didesnė už kaiščio Nr. 3 etaloninę įtampą, išėjimo kaištis Nr. 6 eina žemai, išjungiant TIP122 ir įkraunant akumuliatorių. Ir atvirkščiai, kol kaištis Nr. 2 lieka žemiau kaiščio Nr. 3, opampo išvestis palaiko TIP122 įjungtą ir baterija toliau kraunama.

Formulių įgyvendinimas praktiniame pavyzdyje

Iš ankstesniame skyriuje pateiktų formulių galime pamatyti keletą svarbiausių parametrų, į kuriuos reikia atsižvelgti įgyvendinant jį praktinėje grandinėje, kaip nurodyta toliau:

1) Rx taikoma atskaitos įtampa ir maitinimo įtampa Vcc turi būti vienodi ir pastovūs.

2) Pasirinkta viršutinio akumuliatoriaus pilno įkrovimo išjungimo riba ir apatinės akumuliatoriaus iškrovimo jungiklio įjungimo slenksčio įtampos turi būti mažesnės nei Vcc ir etaloninės įtampos.

Tai atrodo šiek tiek keblu, nes maitinimo įtampa Vcc paprastai yra sujungta su akumuliatoriumi, todėl ji negali būti pastovi, taip pat ji negali būti mažesnė už etaloninę.

Bet kokiu atveju, norėdami išspręsti šią problemą, mes įsitikiname, kad Vcc yra pritvirtintas prie atskaitos lygio, o akumuliatoriaus įtampa, kurią reikia pajusti, yra sumažinta iki 50% mažesnės vertės naudojant potencialų skirstomąjį tinklą, kad ji taptų mažesnė nei Vcc, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje.

Rezistorius Ra ir Rb sumažina akumuliatoriaus įtampą iki proporcingos 50% mažesnės vertės, o 4,7 V zeneris nustato Rx / Ry fiksuotą atskaitos įtampą ir opampo Vcc kaištį Nr. 4. Dabar viskas atrodo paruošta skaičiavimams.

Taigi pritaikykime histerezę formules į šį 6 V įkroviklį ir pažiūrėkite, kaip tai veikia šioje grandinės pavyzdyje:

Nurodytoje aukščiau esančioje 6 V grandinėje turime šiuos duomenis:

Įkraunama baterija yra 6 V

Viršutinis atjungimo taškas yra 7 V

Apatinis atstatymo taškas yra 5,5 V.

Vcc, o atskaitos įtampa nustatyta į 4,7 V (naudojant 4,7 V „zener“)

Mes pasirenkame Ra, Rb kaip 100k rezistorius, kad sumažintume 6 V akumuliatoriaus potencialą iki 50% mažesnės vertės, todėl viršutinis 7 V taškas dabar tampa 3,5 V (VH), o apatinis 5,5 V - 2,75 V (VL)

Dabar turime išsiaiškinti histerezės rezistoriaus vertes Rh su pagarba Rx ir Ry .

Pagal formulę:

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

Nuo 1) mes turime Rh / Rx = 3,66

Rh = 3,66 Rx

Paimkime Rx = 100K ,

Galima padaryti ir kitas vertes, tokias kaip 10K, 4k7 ar bet ką, bet 100K yra standartinė vertė ir pakankamai didelė, kad būtų sumažintas suvartojimas.

Rh = 3,66 x 100 = 366K

Pakeičiant šią Rx reikšmę 2), gauname

Ry / Rx = 2,29

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

∴ Ry = 229 tūkst

Minėtų rezultatų taip pat galima pasiekti naudojant histerezės skaičiuoklės programinę įrangą, tiesiog spustelėjus kelis mygtukus

Viskas, atlikdami pirmiau pateiktus skaičiavimus mes sėkmingai nustatėme tikslias fiksuotas įvairių rezistorių vertes, kurios užtikrins, kad prijungta 6 V baterija automatiškai išsijungtų esant 7 V įtampai ir vėl įkrautų, kai jos įtampa nukrinta žemiau 5,5 V.

Didesnės įtampos baterijoms

Didesnėms įtampoms, tokioms kaip 12 V, 24 V, 48 V universali baterijos grandinė, aukščiau aptarta konstrukcija gali būti paprasčiausiai modifikuota taip, kaip nurodyta toliau, pašalinant LM317 stadiją.

Skaičiavimo procedūros bus visiškai tokios pačios, kaip ir ankstesnėje pastraipoje.

Norint įkrauti didelę srovę, gali tekti atnaujinti TIP122 ir diodą 1N5408 proporcingai didesnės srovės įtaisais ir pakeisti 4,7 V „zener“ į vertę, kuri gali būti didesnė nei 50% akumuliatoriaus įtampos.

Žalias šviesos diodas rodo akumuliatoriaus įkrovimo būseną, o raudonas šviesos diodas leidžia mums sužinoti, kada baterija yra visiškai įkrauta.

Tai užbaigia straipsnį, kuriame aiškiai paaiškinta, kaip padaryti paprastą, tačiau visuotinai pritaikomą akumuliatoriaus įkroviklio grandinę naudojant fiksuotus rezistorius, kad būtų užtikrintas ypatingas tikslumas ir patikimi pjūviai per nustatytus slenksčio taškus, o tai savo ruožtu užtikrina tobulą ir saugų prijungtos baterijos įkrovimą.