Sabit Dirençleri Kullanan Akü Şarj Devresi

Bu evrensel otomatik akü şarj devresi, çalışmasıyla son derece çok yönlüdür ve her türlü akü şarjı için ve hatta solar şarj kontrol uygulaması için uyarlanabilir.

Evrensel Pil Şarj Cihazı Ana Özellikleri

Evrensel bir akü şarj cihazı devresi, aşağıdaki ana özelliklere sahip olmalıdır:

1) Otomatik akü tam şarj kesme ve otomatik Düşük pil ilgili LED gösterge uyarıları ile şarj başlatma.

2) Uyarlanabilir her türlü pil şarjı

3) Herhangi bir voltaj ve AH dereceli aküye uyarlanabilir.

4) Akım kontrollü çıkış

5) Adım şarj 3 veya 4 adım (isteğe bağlı)

Yukarıdaki 5 özellikten ilk 3'ü çok önemlidir ve herhangi bir evrensel pil şarj devresi için zorunlu özellikler haline gelir.

Bununla birlikte, bu özelliklerin yanı sıra bir otomatik pil şarj cihazı da son derece kompakt, ucuz ve kullanımı kolay olmalıdır, aksi takdirde tasarım, daha az teknik bilgiye sahip kişiler için oldukça yararsız olabilir ve 'evrensel' etiketi geçersiz kılar.

Bu web sitesinde, bir pili optimum ve güvenli bir şekilde şarj etmek için esasen gerekli olabilecek göze çarpan özelliklerin çoğunu içeren birçok çeşitlendirilmiş pil şarj devresinden zaten bahsetmiştim.

Bu pil şarj cihazı devrelerinin çoğu, basitlik uğruna tek bir opamp kullandı ve otomatik bir düşük pil şarjı geri yükleme işlemini uygulamak için bir histerezis seçeneği kullandı.

Bununla birlikte, opamp'ta histerezis kullanan otomatik bir akü şarj cihazı ile, geri besleme ön ayarını veya değişken direnci ayarlamak çok önemli bir prosedür ve özellikle yeni gelenler için biraz karmaşık bir mesele haline gelir ... çünkü doğru ayar tamamlanana kadar bazı acımasız deneme yanılma süreci gerektirdiğinden.

Ek olarak, aşırı şarj kesintisinin kurulması, batarya şarj devresiyle sonuçları hızlı bir şekilde elde etmeye çalışan yeni gelenler için sıkıcı bir süreç haline gelir.

Tencere veya Ön Ayarlar yerine Sabit Dirençlerin Kullanılması

Bu makale özellikle yukarıdaki konuya odaklanmaktadır ve tencere ve ön ayarları sabit dirençlerle değiştirir zaman alan ayarlamaları ortadan kaldırmak ve son kullanıcı veya yapıcı için sorunsuz bir tasarım sağlamak için.

Opamplarda histerezisi ayrıntılı olarak açıklayan daha önceki bir makaleyi daha önce tartışmıştım, önerilen evrensel pil şarj devresini tasarlamak için aynı kavramı ve formülleri kullanacağız ki bu da umarım özelleştirilmiş bir pil şarj devresinin oluşturulmasıyla ilgili tüm karışıklıkları çözecektir. herhangi bir benzersiz pil.

Örnek bir devre açıklamasıyla ilerlemeden önce, anlamak önemli olacaktır. neden histerezis gerekli pil şarj devremiz için?

Bunun nedeni, tek bir opamp kullanmak ve onu hem pilin alt deşarj eşiğini hem de üst tam şarj eşiğini tespit etmek için kullanmak istiyoruz.

Bir Histerez Eklemenin Önemi

Normalde, histerezis olmadan, birbirinden oldukça geniş olabilen iki farklı eşikte tetikleme için bir opamp ayarlanamaz, bu nedenle çift algılama özelliğine sahip tek bir opamp kullanma olanağı elde etmek için histerezi kullanırız.

Histerezisli evrensel bir akü şarj devresi tasarlama ile ilgili ana konumuza geri dönersek, değişken dirençler veya ön ayarlar kullanarak karmaşık Hi / Lo kesme ayar prosedürlerinin ortadan kaldırılması için sabit dirençleri nasıl hesaplayabileceğimizi öğrenelim.

Histerezin temel işlemlerini ve ilgili formülünü anlamak için önce aşağıdaki resme başvurmamız gerekir:

Yukarıdaki örnek resimlerde, histerezis direncinin nasıl olduğunu açıkça görebiliriz Rh diğer iki referans direncine göre hesaplanır Rx ve Ry.

Şimdi yukarıdaki konsepti gerçek bir akü şarj devresine uygulamaya çalışalım ve nihai optimize edilmiş çıkışı elde etmek için ilgili parametrelerin nasıl hesaplanabileceğini görelim. Aşağıdaki örneği alıyoruz: 6V akü şarj devresi

Bu katı hal şarj cihazı şemasında, pim # 2 voltajı pim # 3 referans voltajı yükselir yükselmez, çıkış pini # 6 düşer, TIP122'yi KAPATIR ve pil şarj olur. Tersine, pim # 2 potansiyeli pim # 3'ün altında kaldığı sürece, opamp çıkışı TIP122'yi AÇIK durumda tutar ve pil şarj olmaya devam eder.

Formülleri Pratik Bir Örnekte Uygulama

Önceki bölümde ifade edilen formüllerden, aşağıda verildiği gibi, pratik bir devre içinde uygularken dikkate alınması gereken birkaç önemli parametre görebiliyoruz:

1) Rx'e uygulanan referans voltajı ve opamp besleme voltajı Vcc eşit ve sabit olmalıdır.

2) Seçilen üst akü tam şarj kapama eşiği ve alt akü deşarj anahtarı AÇIK eşik voltajları, Vcc ve referans voltajlarından düşük olmalıdır.

Bu biraz yanıltıcı görünmektedir çünkü besleme gerilimi Vcc genellikle bataryaya bağlıdır ve bu nedenle sabit olamaz ve ayrıca referanstan daha düşük olamaz.

Her neyse, sorunu çözmek için Vcc'nin referans seviyesiyle sabitlendiğinden ve algılanması gereken pil voltajının, Vcc'den daha az olması için potansiyel bir bölücü ağ kullanılarak% 50 daha düşük bir değere düşürüldüğünden emin oluyoruz, yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi.

Direnç Ra ve Rb, pil voltajını orantılı% 50 daha düşük bir değere düşürürken, 4.7V zener, opampın Rx / Ry ve Vcc pimi # 4 için sabit referans voltajını ayarlar. Şimdi işler hesaplamalar için hazır görünüyor.

Öyleyse histerezi uygulayalım formüller bu 6V şarj cihazına ve bu örnek devre için nasıl çalıştığını görün:

Yukarıda belirtilen 6V devrede, elimizde aşağıdaki veriler var:

Şarj edilecek pil 6V

Üst kesme noktası 7V

Alt restorasyon noktası 5.5V'dir.

Vcc ve referans voltajı 4.7V olarak ayarlanmıştır (4.7V zener kullanarak)

6V pil potansiyelini% 50 daha az değere düşürmek için Ra, Rb'yi 100k direnç olarak seçiyoruz, bu nedenle üst kesme noktası 7V artık 3.5V (VH) ve alt 5.5V ise 2.75V (VL) oluyor.

Şimdi, histerezis direncinin değerlerini bulmamız gerekiyor Rh göre Rx ve Ry .

Formüle göre:

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

1'den itibaren Rh / Rx = 3.66'ya sahibiz

Rh = 3.66Rx

Hadi alalım Rx = 100K ,

10K, 4k7 veya herhangi bir şey gibi diğer değerler yapabilir, ancak 100K'nın standart bir değer olması ve tüketimi azaltmaya yetecek kadar yüksek olması daha uygun hale gelir.

∴ Rh = 3,66 x 100 = 366K

Bu Rx değerini 2'de değiştirerek elde ederiz

Ry / Rx = 2.29

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

∴ Ry = 229K

Yukarıdaki sonuçlar, bir histerezis hesaplama yazılımı kullanılarak, sadece birkaç düğmeye tıklayarak da elde edilebilir

İşte bu, yukarıdaki hesaplamalarla, çeşitli dirençlerin doğru sabit değerlerini başarıyla belirledik, bu da bağlı 6V akünün 7V'de otomatik olarak bağlantısını kesmesini ve voltajı 5.5V'nin altına düştüğü anda yeniden şarj etmeye başlamasını sağlayacak.

Yüksek Gerilim Aküler İçin

12V, 24V, 48V evrensel akü devresi elde etme gibi daha yüksek voltajlar için, yukarıda tartışılan tasarım LM317 aşaması ortadan kaldırılarak aşağıda verildiği gibi basitçe değiştirilebilir.

Hesaplama prosedürleri, önceki paragrafta ifade edilenle tamamen aynı olacaktır.

Yüksek akımlı pil şarjı için, TIP122 ve diyot 1N5408'in orantılı olarak daha yüksek akım cihazlarıyla yükseltilmesi ve 4,7 V zenerin pil voltajının% 50'sinden daha yüksek olabilecek bir değere değiştirilmesi gerekebilir.

Yeşil LED, pilin şarj durumunu gösterirken kırmızı LED, pilin tam olarak şarj edildiğini bilmemizi sağlar.

Bu, sabit dirençler kullanarak basit ama evrensel olarak uygulanabilir bir akü şarj devresinin, ayarlanan eşik noktalarında aşırı doğruluk ve hatasız kesimler sağlamak için nasıl yapılacağını açık bir şekilde açıklayan makaleyi sonlandırıyor, bu da bağlı pil için mükemmel ve güvenli bir şarj sağlıyor.