Baterijos srovės indikatoriaus grandinė - nutrūkęs srovės įjungimas

Šiame įraše mes sužinome apie paprastą akumuliatoriaus srovės jutiklį su indikatoriaus grandine, kuris nustato akumuliatoriaus sunaudojamos srovės kiekį kraunant. Pateikti dizainai taip pat automatiškai nutraukiami, kai baterija nustoja sunaudoti srovę visu įkrovos lygiu.

Kodėl dabartiniai lašai įkraunami

Mes jau žinome, kad nors iš pradžių akumuliatorius kraunasi, jis ima didesnį srovės kiekį, o pasiekus pilno įkrovimo lygį, šis suvartojimas pradeda kristi, kol pasiekia beveik nulį.

Taip atsitinka todėl, kad iš pradžių akumuliatorius yra išsikrovęs, o jo įtampa yra žemesnė nei šaltinio įtampa. Tai sukelia santykinai didesnį potencialo skirtumą abiejuose šaltiniuose.

Dėl šio didelio skirtumo potencialas iš aukštesnio šaltinio, kuris yra įkroviklio galia, pradeda lįsti link akumuliatoriaus, kuriai būdingas didesnis intensyvumas, todėl į bateriją patenka didesnis srovės kiekis.

Kai akumuliatorius įkraunamas iki pilno lygio, potencialo skirtumas tarp dviejų šaltinių pradeda mažėti, kol abu šaltiniai turi vienodą įtampos lygį.

Kai taip atsitinka, įtampa iš maitinimo šaltinio negali stumti tolesnės srovės link akumuliatoriaus, todėl sumažėja srovės suvartojimas.

Tai paaiškina, kodėl išsikrovusi baterija iš pradžių ima daugiau srovės ir minimaliai, kai ji yra visiškai įkrauta.

Paprastai akumuliatoriaus įkrovimo indikatoriai naudoja akumuliatoriaus įtampos lygį, nurodydami įkrovimo būklę, čia vietoj įtampos srovės (amperų) dydis naudojamas įkrovimo būsenai matuoti.

Naudojant srovę kaip matavimo parametrą galima tiksliau įvertinti akumuliatoriaus įkrovimas statusą. Grandinė taip pat gali parodyti momentinę prijungtos baterijos būklę, išverčiant jos srovės sunaudojimo galimybes, kol ji yra įkrauta.

Naudojant „LM338 Simple Design“

Paprastą srovės nutraukimo akumuliatoriaus įkroviklio grandinę būtų galima sukurti tinkamai modifikuojant a standartinė LM338 reguliatoriaus grandinė kaip parodyta žemiau:

Aš pamiršau pridėti diodą prie teigiamos akumuliatoriaus linijos, todėl būtinai pridėkite jį taip, kaip parodyta šioje pataisytoje diagramoje.

Kaip tai veikia

Minėtos grandinės veikimas yra gana paprastas.

Mes žinome, kad kai LM338 arba LM317 IC ADJ kaištis yra trumpas su įžeminimo linija, IC išjungia išėjimo įtampą. Mes naudojame šią ADJ išjungimo funkciją įgyvendindami dabartinį aptiktą išjungimą.

Kai naudojama įvesties galia, 10uF kondensatorius išjungia pirmąjį BC547, kad LM338 galėtų normaliai veikti ir pagaminti reikiamą įtampą prijungtai baterijai.

Tai prijungia akumuliatorių ir jis pradeda krauti, ištraukdamas nurodytą srovės kiekį pagal jo Ah reitingą.

Tai sukuria potencialų skirtumą tarp srovės jutiklis Rx, kuris įjungia antrąjį BC547 tranzistorių.

Tai užtikrina, kad pirmasis BC547, sujungtas su IC ADJ kaiščiu, liks išjungtas, kol akumuliatoriui bus leidžiama įkrauti įprastai.

Kai baterija įkraunama, potencialus Rx skirtumas pradeda mažėti. Galų gale, kai akumuliatorius yra beveik visiškai įkrautas, šis potencialas nukrenta iki tokio lygio, kad jis tampa per mažas antram BC547 pagrindo poslinkiui, jį išjungiant.

Kai antrasis BC547 išjungia pirmąjį BC547 įsijungia ir įžemina IC ADJ kaištį.

Dabar „LM338“ išjungia akumuliatoriaus atjungimą nuo įkrovimo šaltinio.

Rx galima apskaičiuoti naudojant Ohmo dėsnio formulę:

Rx = 0,6 / minimali įkrovimo srovė

Ši LM338 grandinė palaikys iki 50 Ah akumuliatorių, kai IC yra sumontuotas ant didelio radiatoriaus. Akumuliatoriams, turintiems aukštesnį Ah reitingą, gali tekti atnaujinti IC su pakabinamu tranzistoriumi aptarta šiame straipsnyje .

Naudojant IC LM324

Antrasis dizainas yra sudėtingesnė grandinė, naudojant LM324 IC kuris suteikia tikslią protingą akumuliatoriaus būsenos aptikimą ir taip pat visiškai išjungia akumuliatorių, kai srovės stipris pasiekia mažiausią vertę.

Kaip šviesos diodai nurodo akumuliatoriaus būseną

Kai baterija sunaudoja maksimalią srovę, RED šviesos diodas įsijungs.

Kai akumuliatorius įkraunamas, o srovė per Rx proporcingai sumažėja, RED šviesos diodas išsijungs ir ŽALIOS šviesos diodas įsijungs.

Kai batelis bus įkraunamas toliau, žalias šviesos diodas išsijungs, o geltonas įsijungs.

Tada, kai baterija bus beveik visiškai įkrauta, geltonas šviesos diodas išsijungs, o baltas įsijungs.

Galiausiai, kai baterija bus visiškai įkrauta, baltas šviesos diodas taip pat išsijungs, o tai reiškia, kad visi šviesos diodai bus išjungti, o tai rodo, kad akumuliatorius sunaudoja nulinę srovę dėl visiškai įkrautos būsenos.

Grandinės valdymas

Remdamiesi parodyta grandine, galime pamatyti keturis opampus, sukonfigūruotus kaip lyginamuosius, kur kiekvienas op stiprintuvas turi savo iš anksto nustatytus srovės jutimo įėjimus.

Didelio galingumo rezistorius Rx sudaro srovės į įtampos keitiklį komponentą, kuris jaučia akumuliatoriaus ar apkrovos suvartotą srovę ir paverčia jį atitinkamu įtampos lygiu ir tiekia jį į opampo įėjimus.

Pradžioje akumuliatorius sunaudoja didžiausią srovės kiekį, kuris sukuria atitinkamą didžiausią įtampos kritimą per rezistorių Rx.

Išankstiniai nustatymai nustatomi taip, kad kai baterija sunaudoja maksimalią srovę (visiškai išsikrovusi), visų 4 op stiprintuvų neinvertuojantis kaištis3 turi didesnį potencialą nei kaištis 2.

Kadangi šiuo metu visų opų stiprintuvų išėjimai yra aukšti, užsidega tik raudonas šviesos diodas, prijungtas prie A4, o likęs šviesos diodas lieka išjungtas.

Dabar, kai baterija įkraunama, Rx įtampa pradeda kristi.

Kaip iš eilės sureguliuoti išankstinius nustatymus, A4 pin3 įtampa nukrenta šiek tiek žemiau pin2, todėl A4 išvestis sumažėja, o RAUDONA išjungiama.

Kai A4 išvestis maža, A3 išvesties šviesos diodas užsidega.

Kai batttery ima šiek tiek daugiau mokesčių, A3 op stiprintuvo pin3 potencialas nukrenta žemiau jo pin2, todėl A3 išvestis tampa maža, o tai išjungia ŽALIĄ šviesos diodą.

Kai A3 išvestis maža, užsidega A2 išvesties LED.

Kai baterija dar šiek tiek įkraunama, A3 „pin3“ potencialas nukrenta žemiau jo „pin2“, todėl A2 išvestis tampa lygi nuliui, išjungdama geltoną šviesos diodą.

Kai A2 išėjimas yra žemas, dabar užsidega baltas šviesos diodas.

Galiausiai, kai baterija yra beveik visiškai įkrauta, A1 kaištyje esantis potencialas eina žemiau jo kaiščio2, todėl A1 išvestis tampa nulis, o baltas šviesos diodas išsijungia.

Išjungus visus šviesos diodus, baterija yra visiškai įkrauta, o srovė per Rx pasiekė nulį.

Grandinės schema

Siūlomos akumuliatoriaus srovės indikatoriaus grandinės dalių sąrašas

• R1 ---- R5 = 1k
• P1 ----- P4 = 1k išankstiniai nustatymai
• A1 ----- A4 = LM324 IC
• Diodas = 1N4007 arba 1N4148
• Rx = Kaip paaiškinta toliau

Dabartinio jutimo diapazono nustatymas

Pirmiausia turime apskaičiuoti didžiausios ir mažiausios įtampos, sukurtos per Rx, diapazoną, atsižvelgiant į baterijos suvartojamos srovės diapazoną.

Tarkime, kad įkraunama baterija yra a 12 V 100 Ah akumuliatorius , o didžiausias numatomas srovės diapazonas yra 10 amperų. Mes norime, kad ši srovė vystytųsi maždaug 3 V skersai Rx.

Naudodami Ohmo dėsnį, galime apskaičiuoti Rx vertę tokiu būdu:

Rx = 3/10 = 0,3 omai

Galia = 3 x 10 = 30 vatų.

Dabar 3 V yra maksimalus diapazonas. Dabar, kai operacinio stiprintuvo 2 kaiščio referencinė vertė nustatoma naudojant 1N4148 diodą, kaištis 2 bus apie 0,6 V.

Taigi minimalus diapazonas gali būti 0,6 V. Todėl gauname mažiausią ir didžiausią diapazoną tarp 0,6 V ir 3 V.

Turime nustatyti išankstinius nustatymus taip, kad esant 3 V įtampai visos pin3 įtampos nuo A1 iki A4 būtų didesnės už 2 kaištį.

Tada galime manyti, kad op stiprintuvai išsijungs tokia seka:

Esant 2,5 V per Rx A4 išvestis yra maža, esant 2 V A3 išvestis yra maža, esant 1,5 V A2 išvestis yra maža, esant 0,5 V A1 išvestis yra maža

Atminkite, kad esant 0,5 V įtampai per Rx visi šviesos diodai išsijungia, tačiau 0,5 V vis tiek gali atitikti 1 ampero srovę, kurią ištraukia baterija. Mes galime tai laikyti plūduriuojančio įkrovimo lygiu ir leisti baterijai kurį laiką likti prijungtam, kol galiausiai ją pašalinsime.

Jei norite, kad paskutinis šviesos diodas (baltas) liktų apšviestas, kol per Rx nebus pasiekta beveik nulio įtampa, tokiu atveju galite pašalinti etaloninį diodą iš op amperų kaiščio2 ir pakeisti jį rezistoriumi, kad šis R5 sukuria maždaug 0,2 V įtampos kritimą kaištyje 2.

Tai užtikrins, kad baltas šviesos diodas A1 dega tik tada, kai potencialas visame Rx nukris žemiau 0,2 V, o tai savo ruožtu atitiks beveik visiškai įkrautą ir nuimamą bateriją.

Kaip nustatyti išankstinius nustatymus.

Tam jums reikės manekeno potencialų daliklio, pastatyto naudojant 1K puodą, sujungtą per tiekimo gnybtus, kaip parodyta žemiau.

Iš pradžių atjunkite P1 --- P4 iš anksto nustatytą saitą nuo Rx ir prijunkite jį su 1 K puodo centriniu kaiščiu, kaip nurodyta aukščiau.

Stumkite visų op ampų išankstinių nustatymų centrinę ranką link 1K puodo.

Dabar sureguliuokite 1K puodą taip, kad jo vidurinėje ir antžeminėje rankose būtų 2,5 V įtampa. Šiuo metu rasite tik raudoną šviesos diodą. Tada sureguliuokite iš anksto nustatytą A4 formato A4 formatą, kad RED šviesos diodas tiesiog išsijungtų. Tai akimirksniu įjungs A3 žalią šviesos diodą.

Po to sureguliuokite 1K puodą, kad jo centrinė kaiščio įtampa sumažėtų iki 2 V. Kaip aukščiau, sureguliuokite A3 iš anksto nustatytą P3 taip, kad žalias tik išsijungtų. Tai įjungs geltoną šviesos diodą.

Tada sureguliuokite 1K puodą, kad jo centrinis kaištis būtų 1,5 V, ir sureguliuokite A2 iš anksto nustatytą P2 taip, kad geltonas šviesos diodas tiesiog išsijungtų. Tai įjungs baltą šviesos diodą.

Galiausiai sureguliuokite 1K puodą, kad jo centrinio kaiščio potencialas sumažėtų iki 0,5 V. Sureguliuokite A1 iš anksto nustatytą P1 taip, kad baltas šviesos diodas tiesiog išsijungtų.

Iš anksto nustatyti nustatymai jau baigti ir atlikti!

Išimkite 1K puodą ir vėl prijunkite iš anksto nustatytą išvesties nuorodą atgal į Rx, kaip parodyta pirmoje diagramoje.

Galite pradėti krauti rekomenduojamą bateriją ir stebėti, kaip šviesos diodai reaguoja atitinkamai.

„Auto Cut OFF“ pridėjimas

Kai srovė sumažėja iki beveik nulio, relę galima išjungti, kad būtų užtikrintas automatinis srovės jutiklio akumuliatoriaus grandinės perjungimas, kaip parodyta žemiau:

Kaip tai veikia

Įjungus maitinimą, 10uF kondensatorius sukelia trumpalaikį op amperų pin2 potencialo įžeminimą, kuris leidžia visų opų stiprintuvų išėjimui pakilti.

Relės tvarkyklės tranzistorius, prijungtas prie A1 išėjimo, įjungia relę, kuri jungia akumuliatorių su įkrovimo šaltiniu per N / O kontaktus.

Baterija dabar ima nustatytą srovės kiekį, dėl kurio Rx išsivysto reikalingas potencialas, kurį per atitinkamus išankstinius nustatymus P1 --- P4 pajunta op amperų pin3.

Tuo tarpu 10uF įkraunamas per R5, kuris atkuria etaloninę vertę op amperų kaištyje 2 iki 0,6 V (diodo kritimas).

Įkraunant akumuliatorių, stiprintuvo išėjimai reaguoja atitinkamai, kaip paaiškinta anksčiau, kol baterija bus visiškai įkrauta, todėl A1 išvestis bus maža.

Kai A1 išėjimas yra žemas, tranzistorius išjungia relę ir baterija atjungiama nuo maitinimo šaltinio.

Kitas naudingas dabartinio jutiklio akumuliatoriaus atjungimo dizainas

Šio dizaino darbas iš tikrųjų yra paprastas. Įtampą invertuojančioje įvestyje fiksuoja P1 iš anksto nustatytas lygis, kuris yra šiek tiek mažesnis už įtampos kritimą per rezistoriaus banką R3 --- R13, atitinkantį rekomenduojamą akumuliatoriaus įkrovimo srovę.

Kai maitinimas yra įjungtas, C2 sukelia didelę reikšmę nenusigręžiant op stiprintuvo, o tai savo ruožtu sukelia op amp stiprintuvo išėjimą ir įjungia MOSFET.

„MOSFET“ vykdo ir leidžia prijungti akumuliatorių per įkrovimo šaltinį, todėl įkrovimo srovė gali praeiti per rezistoriaus banką.

Tai leidžia įtampai vystytis neinvertuojančiame IC įėjime, didesnei nei jo invertuojantis kaištis, kuris fiksuoja op stiprintuvo išvestį iki nuolatinės aukštos.

„MOSFET“ toliau veikia ir akumuliatorius įkraunamas, kol dabartinis akumuliatoriaus įkrovimas žymiai sumažėja, kai akumuliatorius visiškai įkraunamas. Įtampa visoje rezistoriaus banke dabar sumažėja, todėl op ampero invertuojantis kaištis dabar eina aukščiau nei nevirpinamas op stiprintuvo kaištis.

Dėl šios priežasties op amp stiprinimas išnyksta, MOSFET yra išjungtas ir galiausiai sustabdytas akumuliatoriaus įkrovimas.