Hızlı bir pil şarj devresi, bir pili geliştirilmiş hızda şarj eder, böylece belirtilen süreden daha kısa sürede şarj olur. Bu genellikle adım adım akım optimizasyonu veya kontrolü yoluyla yapılır.

Bir pili hızlı bir şekilde şarj edecek hızlı bir şarj devresi ararken, sadece işe yaramaz değil, aynı zamanda yanıltıcı olan birkaç tasarımla karşılaştım. Görünüşe göre ilgili yazarların hızlı bir şarj cihazının gerçekte nasıl olması gerektiğine dair hiçbir fikri yoktu.

Amaç

Buradaki temel amaç, kurşun asitli akülerde hücrelerine zarar vermeden hızlı şarj sağlamaktır.

“merkez kılavuzlu tam dalga doğrultucu ”

Normalde, 25 santigrat derece atmosferik sıcaklıklarda, bir kurşun asit bataryanın, bataryanın tam olarak şarj olması için en az 12 ila 14 saat sürecek olan C / 10 oranında şarj edilmesi gerekir. Burada pilin C = Ah değeri

Burada sunulan konseptin amacı, bu süreci% 50 daha hızlı hale getirmek ve şarjın 8 saat içinde bitmesini sağlamaktır.

Lütfen bir LM338 tabanlı devre, bir pilin şarj oranını artırmak için kullanılamaz o bir büyük voltaj regülatörü IC , şarj oranının iyileştirilmesi için bir özel adım bilge geçiş tek başına bir LM338 IC kullanılarak yapılamayan akımda.

Devre Konsepti

Bir akünün nasıl hızlı bir şekilde şarj edileceğinden bahsettiğimizde, açıkça aynı şeyi kurşun asitli akülerle uygulamakla ilgileniyoruz, çünkü bunlar neredeyse tüm genel uygulamalarda yaygın olarak kullanılanlardır.

Kurşun asit akülerle ilgili en önemli nokta, şarj cihazı tasarımında bir 'akıllı' otomatik devre .

Bir Li-ion pil ile bu, ona belirtilen yüksek akımın tam dozunu uygulayarak ve ardından tam şarj seviyesine ulaşır ulaşmaz keserek oldukça kolay hale gelir.

Bununla birlikte, LA pilleri sürekli olarak yüksek akım seviyelerinde şarjı kabul edecek şekilde tasarlanmadığından, yukarıdaki işlemler bir kurşun asit pile yapılırsa ölümcül olabilir.

Bu nedenle, akımı hızlı bir hızda basınçlandırmak için, bu pillerin kademeli bir seviyede şarj edilmesi gerekir; burada boşalan pil başlangıçta yüksek bir C1 hızıyla uygulanır, kademeli olarak C / 10'a düşürülür ve son olarak pil yaklaştıkça bir damlama şarj seviyesi terminallerinde tam şarj. Kurs, maksimum 'konfor' ve pil ömrü için güvenlik sağlamak için minimum 3 ila 4 adım içerebilir.

Bu 4 Adımlı Pil Şarj Cihazı Nasıl Çalışır?

4 adımlı hızlı şarj devresini uygulamak için, burada farklı voltaj seviyelerini algılamak için çok yönlü LM324 kullanıyoruz.

4 adım şunları içerir:

1) Yüksek Akımlı Toplu Şarj
2) Orta Akım Toplu Şarjı
3) Absorpsiyon Şarjı
4) Yüzer Şarj

Aşağıdaki şema, IC LM324, 4 adımlı pil voltajı olarak bağlanabilir devreyi izleyin ve kesin.

Devre şeması

PİLİN ŞARJ DURUMUNUN SENKRON OKUNMASI İÇİN LÜTFEN R1, R2, R3, R4 SERİSİNDE BİR LED BAĞLAYIN. BAŞLANGIÇ OLARAK TÜM LEDLER MAKSİMUM AKIMI GÖSTEREN AÇIK OLACAKTIR, DAHA SONRA LEDLER TEK BİR KAPANACAKTIR, SADECE YÜZER ŞARJ ETMEYİ GÖSTEREN A4 LED KALAN VE PİL TAM ŞARJ EDİLDİ.

IC LM324, dört opampının tümü çıkış akımı seviyelerinin amaçlanan sıralı anahtarlaması için kullanılan dörtlü opamp IC'dir.

İşlemlerin anlaşılması çok kolay. A1 ila A2 opampları, bağlı pilin kademeli şarjı sırasında farklı voltaj seviyelerinde anahtarlama için optimize edilmiştir.

Opampların tüm ters çevirmeyen girişleri, zener voltajı üzerinden toprağa referanslanır.

Ters çevirme girişleri, ilgili ön ayarlar aracılığıyla devrenin pozitif beslemesine bağlanır.

Akünün deşarj seviyesi 11V olan 12V akü olduğunu varsayarsak, P1, akü voltajı 12V'a ulaştığında rölenin bağlantısını kesecek şekilde ayarlanabilir, P2 12.5V'de röleyi bırakacak şekilde ayarlanabilir, P3 yapılabilir. te aynı 13.5V'de ve son olarak P4, pil tam şarj seviyesi 14.3V.

Rx, Ry, Rz aynı değerlere sahiptir ve çeşitli şarj voltajı seviyeleri sırasında aküye gerekli miktarda akım sağlamak için optimize edilmiştir.

Değer, her bir indüktörün AH pilinin 1 / 10'u olabilecek bir akım geçiş oranına izin verecek şekilde sabitlenebilir.

Ohm kanunu kullanılarak belirlenebilir:

R = I / V

Tek başına Rx veya Rx, Ry değerleri, bireysel tercihlere göre ilk aşamalarda bataryaya nispeten daha fazla akım sağlamak için biraz farklı boyutlandırılabilir ve değiştirilebilir.

Devre açıldığında nasıl tepki verir?

Güç AÇIK konuma getirildiğinde boşalmış pili gösterilen terminallere bağladıktan sonra:

Girişleri ters çeviren tüm opamplar, zener voltajının referans seviyesinden karşılık gelen daha düşük voltaj seviyelerine sahiptir.

Bu, opampların tüm çıkışlarının yüksek olmasını sağlar ve RL / 1 ila RL / 4 rölelerini etkinleştirir.

Yukarıdaki durumda, girişten gelen tam besleme gerilimi, RL1'in N / O kontakları aracılığıyla bataryaya baypas edilir.

Boşalmış batarya artık nispeten aşırı yüksek bir akım oranında şarj olmaya başlar ve P1'de ayarlanan voltaj zener referansını aşana kadar deşarj seviyesinin üzerinde bir seviyeye kadar hızla şarj olur.

Yukarıdaki durum A1'i T1 / RL1'i KAPALI konuma getirmeye zorlar.

Bataryanın artık tam besleme akımını alması engellendi, ancak ilgili röle kontakları aracılığıyla Rx, Ry, Rz tarafından oluşturulan paralel dirençlerle şarj olmaya devam ediyor.

Bu, pilin üç paralel indüktör net değeri (dirençler) tarafından belirlenen bir sonraki yüksek akım seviyesinde şarj edilmesini sağlar.

Pil daha fazla şarj olurken, A2 önceden belirlenmiş bir sonraki voltaj seviyesinde kapanır, Rx'i KAPALI konuma getirir ve Ry, Rz'yi yalnızca pil için amaçlanan şarj akımı ile işler. Bu, pil için amfi seviyesinin uygun şekilde düşürülmesini sağlar.

Pil, bir sonraki hesaplanan daha yüksek seviyeye şarj olurken prosedürleri takiben, A3 KAPALI konuma geçer ve tamamen şarj olana kadar yalnızca Rz'nin pil için gereken optimum akım seviyesini korumasına izin verir.

Bu olduğunda, A4 nihayet KAPALI konuma geçer ve belirtilen hızlı hızda gerekli tam şarja ulaştıktan sonra pilin artık tamamen kapandığından emin olur.

Yukarıdaki 4 aşamalı pil şarjı yöntemi, pilin dahili yapılandırmasına zarar vermeden hızlı bir şarj sağlar ve şarjın en az% 95'e ulaşmasını sağlar.

Rx, Ty, Rz, eşdeğer tel sargılı dirençlerle değiştirilebilir, ancak bu, indüktör muadillerine kıyasla onlardan bir miktar ısı dağılımı anlamına gelir.

Normalde bir kurşun asit akünün en az% 90 oranında şarj birikmesine izin vermek için yaklaşık 10 ila 14 saat şarj edilmesi gerekir. Yukarıdaki hızlı akü şarj devresi ile aynı işlem 5 saat içinde yapılabilir, bu% 50 daha hızlıdır.

Parça listesi

R1 - R5 = 10k
P1 - P4 = 10k ön ayar
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 - RL / 4 = SPDT 12V röleler 10 amper kontak derecesi
D1 - D4 = 1N4007
Z1 = 6V, 1/2 watt zener diyot
A1 - A4 = LM324 IC