Otomatik Kesmeli Op amp Pil Şarj Devresi

Gönderi, yalnızca özellikleriyle doğru olmakla kalmayıp aynı zamanda yüksek / düşük kesme eşiği sınırlarının sorunsuz ve hızlı bir şekilde ayarlanmasına olanak tanıyan iki opamp IC 741 ve LM358 tabanlı otomatik kesme akü şarj cihazı devrelerini tartışıyor.

Fikir, Bay Mamdouh tarafından talep edildi.

Devre Amaçları ve Gereklilikleri

1. Harici gücü otomatik olarak bağladığım anda, pilin bağlantısını kesecek ve bu arada pili şarj ederken sistemi besleyecektir.
2. Aşırı şarj koruması (yukarıdaki tasarıma dahildir).
3. Pil zayıf ve tam şarj göstergeleri (yukarıdaki tasarıma dahildir).
4. Ayrıca, şarj etmek için pilim boyunca gereken voltajı nasıl belirleyeceğimi bilmiyorum (pil eski dizüstü bilgisayarlardan çıkarılacak. Toplam yüksüz 6 apms ile toplam 22V olacak)
5. Ayrıca, pilimin ne kadar dayanacağını gösteren formülü ve bir pilin bana iki saat dayanmasını istiyorsam süreyi nasıl hesaplayacağımı bilmiyorum.
6. Ayrıca cpu fanı da sistem tarafından sağlanacaktır. Dimmer seçeneğini eklemek de harika olur, benim asıl planım 26-30 v arasında değişmekti, bundan fazlasına gerek yok.

Devre şeması

Not: Lütfen seri olarak 10K'yı 1N4148 ile, 1K ile değiştirin

Dizayn

Önceki tüm pil şarj cihazı denetleyici devrelerimde, tam şarj otomatik kesmeyi gerçekleştirmek için tek bir opamp kullandım ve bağlı pil için düşük seviyeli şarj anahtarını AÇIK duruma getirmek için bir histerezis direnci kullandım.

ancak bu histerezis direncinin hesaplanması Kesin düşük seviyeli restorasyona ulaşmak için doğru bir şekilde yapılması biraz zorlaşır ve zaman alıcı olabilen biraz deneme yanılma çabası gerektirir.

Yukarıda önerilen opamp düşük yüksek pil şarj cihazı kontrol devresinde, kurulum prosedürlerini basitleştiren ve kullanıcıyı uzun prosedürlerden kurtaran iki opamp karşılaştırıcısı dahil edilmiştir.

Şekle bakıldığında, akü voltajını algılamak ve gerekli kesme işlemleri için karşılaştırıcılar olarak yapılandırılmış iki opamp görebiliriz.

Pilin 12V pil olduğunu varsayarsak, alt A2 opampının 10K ön ayarı, pil voltajı 11V işaretini (alt deşarj eşiği) geçtiğinde çıkış pini # 7 yüksek mantık haline gelecek şekilde ayarlanırken, üst A1 opampının ön ayarı böyle ayarlanır Akü voltajı daha yüksek kesme eşiğine dokunduğunda, örneğin 14,3 V'ta çıktısının yükselmesi.

Bu nedenle 11V'de A1 çıkışı pozitif olur, ancak 1N4148 diyotun varlığı nedeniyle bu pozitif etkisiz kalır ve transistörün tabanına daha da ilerlemesi engellenir.

Batarya, üstteki opamp röleyi etkinleştirdiğinde 14,3V'a ulaşana kadar şarj olmaya devam eder ve bataryaya şarj beslemesini durdurur.

Geri besleme dirençlerinin A1'in 1 numaralı pini ve 3 numaralı pini arasında yer alması nedeniyle durum anında kilitlenir. Akü beslemesi tamamen kesilerek röle bu konumda kilitlenir.

Akü şimdi A2 çıkışı negatif veya sıfıra gitmeye zorlandığında 11V'de alt deşarj eşiği seviyesine ulaşana kadar bağlı yük yoluyla yavaşça boşalmaya başlar. Şimdi çıkışındaki diyot ileriye doğru eğilimli hale gelir ve A1'in belirtilen pimleri arasındaki mandallama geri bildirim sinyalini topraklayarak mandalı hızla kırar.

Bu işlemle röle anında devre dışı bırakılır ve ilk N / C konumuna geri yüklenir ve şarj akımı yine bataryaya doğru akmaya başlar.

Bu opamp düşük yüksek akü şarj devresi, şebeke mevcudiyetine veya yokluğuna bakılmaksızın yük için sürekli bir besleme sağlamak ve kullanımı boyunca kesintisiz bir tedarik sağlamak için bir DC UPS devresi olarak kullanılabilir.

Giriş şarj kaynağı, harici olarak bir LM338 sabit akım değişken sabit voltaj devresi gibi düzenlenmiş bir güç kaynağından elde edilebilir.

Ön Ayarlar Nasıl Ayarlanır

• Başlangıçta 1k / 1N4148 geri beslemesini A1 op amp'den ayırın.
• A1 ön ayar kaydırıcısını zemin seviyesine getirin ve A2 ön ayar kaydırıcısını pozitif seviyeye taşıyın.
• Değişken bir güç kaynağı aracılığıyla, 'Pil' noktalarında 12 V pil için tam şarj seviyesi olan 14,2 V uygulayın.
• Rölenin aktif hale geldiğini göreceksiniz.
• Şimdi, röle devre dışı kalana kadar A1 ön ayarını pozitif tarafa doğru yavaşça hareket ettirin.
• Bu, tam şarj kesintisini ayarlar.
• Şimdi, 1k / 1N4148'i A1'in röleyi bu konumda kilitlemesi için geri bağlayın.
• Şimdi değişken beslemeyi pilin alt deşarj sınırına doğru yavaşça ayarlayın, rölenin yukarıda belirtilen geri bildirim yanıtı nedeniyle KAPALI kalmaya devam ettiğini göreceksiniz.
• Güç kaynağını, alt pil boşalma eşiği seviyesine ayarlayın.
• Bundan sonra, A2 ön ayarını toprak tarafına doğru hareket ettirmeye başlayın, ta ki bu A1 mandalını kıran A2 çıkışını sıfıra getirene ve röleyi AÇIK duruma getirip şarj moduna geri getirene kadar.
• Hepsi bu, devre şimdi tamamen ayarlandı, ön ayarları bu konumda kapatın.

İstekte bulunan diğer ek soruların cevapları aşağıdaki gibidir:

Tam şarj kesme sınırını hesaplamak için formül:

Akü voltajı oranı +% 20, örneğin 12V'nin% 20'si 2.4'tür, bu nedenle 12 + 2.4 = 14.4V, 12V akü için tam şarj kesme voltajıdır

Pil yedekleme süresini öğrenmek için, size yaklaşık pil yedekleme süresini veren aşağıdaki formül kullanılabilir.

Yedek = 0.7 (Ah / Yük Akımı)

İki op amper kullanarak otomatik bir aşırı / düşük şarj kesme akü şarj cihazı devresi yapmak için başka bir alternatif tasarım aşağıda görülebilir:

Nasıl çalışır

Bağlı akü olmadığını varsayarsak, röle kontağı N / C konumundadır. Bu nedenle, güç AÇIK konuma getirildiğinde, op amp devresi güç alamaz ve devre dışı kalır.

Şimdi, boşalmış bir pilin belirtilen noktaya bağlandığını varsayalım, op amp devresi pilden güç alır. Batarya boşalmış bir seviyede olduğu için üst op amplifikatörün (-) girişinde (+) pininden daha az olabilen düşük bir potansiyel yaratır.

Bundan dolayı, üst op amp çıkışı yükselir. Transistör ve röle etkinleşir ve röle kontakları N / C'den N / O'ya geçer. Bu, şimdi pili giriş güç kaynağına bağlar ve şarj olmaya başlar.

Pil tamamen şarj olduğunda, üst op amplifikatörün (-) pinindeki potansiyel, (+) girişinden daha yüksek hale gelir ve üst op amplifikatörün çıkış pininin azalmasına neden olur. Bu, transistörü ve röleyi anında KAPATIR.

Akü artık şarj kaynağından ayrılmıştır.

Üst op amplifikatörün (+) ve çıkışındaki 1N4148 diyotu, pil düşmeye başlasa bile röle durumu üzerinde hiçbir etkisi olmayacak şekilde mandallanır.

Ancak, pilin şarj cihazı terminallerinden çıkarılmadığını ve boşalmaya başlaması için ona bir yük bağlı olduğunu varsayalım.

Pil, istenen alt seviyenin altına boşaldığında, alt op amplifikatörün pimindeki (-) potansiyel, (+) giriş piminden daha düşük olur. Bu, anında alt op amplifikatörün çıkışının yüksek olmasına neden olur ve bu da üst op amplifikatörün pin3'üne ulaşır. Mandalı anında kırar ve şarj sürecini yeniden başlatmak için transistörü ve röleyi AÇIK konuma getirir.

PCB Tasarımı

Güncel Kontrol Aşaması Ekleme

Yukarıdaki iki tasarım, aşağıda gösterildiği gibi MOSFET tabanlı bir akım kontrol modülü eklenerek bir akım kontrolü ile yükseltilebilir:

R2 = 0.6 / şarj akımı

Ters Polarite Koruyucusu Ekleme

Pilin pozitif terminali ile seri olarak bir diyot ekleyerek yukarıdaki tasarımlara bir ters polarite koruması dahil edilebilir. Katot, pil pozitif terminaline ve anot op amp pozitif hattına gidecektir.

Lütfen bu diyot boyunca 100 Ohm'luk bir direnç bağladığınızdan emin olun, aksi takdirde devre şarj işlemini başlatmayacaktır.

Röleyi Çıkarma

İlk opamp tabanlı akü şarj cihazı tasarımında, aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi röleyi ortadan kaldırmak ve şarj işlemini katı hal transistörleri aracılığıyla çalıştırmak mümkün olabilir:

Devre Nasıl Çalışır?

• A2 ön ayarının 10 V eşiğinde ayarlandığını ve A1 ön ayarının 14 V eşiğinde ayarlandığını varsayalım.
• 11 V ara aşamada boşalmış bir pili bağladığımızı varsayalım.
• Bu voltajda, A1'in pin2'si pin5 ön ayarının ayarına göre pin3 referans potansiyelinin altında olacaktır.
• Bu, A1'in çıkış pini1'in yüksek olmasına ve BC547 transistörünü ve TIP32'yi AÇIK konuma getirmesine neden olacaktır.
• Akü, terminal voltajı 14 V'a ulaşıncaya kadar TIP32 aracılığıyla şarj olmaya başlayacaktır.
• 14 V'ta, üst ön ayarın ayarına göre, A1'in pin2'si, çıktının düşük olmasına neden olarak pin3'ten daha yükseğe çıkacaktır.
• Bu, transistörleri anında kapatacak ve şarj işlemini durduracaktır.
• Yukarıdaki eylem aynı zamanda A1 op amp'i 1k / 1N4148 üzerinden kilitleyecektir, böylece pil voltajı 13 V SoC seviyesine düşse bile A1 pin1 çıkışını düşük tutmaya devam edecektir.
• Daha sonra, pil bir çıkış yükü yoluyla boşalmaya başladığında, terminal voltajı 9,9 V'a düşene kadar düşmeye başlar.
• Bu seviyede, alt ön ayarın ayarına göre, A2'nin pini5 pimi6'nın altına düşecek ve çıkış pini7'nin alçalmasına neden olacaktır.
• A2'nin pim7'sindeki bu düşük, A1'in pini2'sini neredeyse 0 V'a çekecektir, öyle ki şimdi A1'in pimi3, pim2'den daha yüksek hale gelir.
• Bu, A1 mandalını hemen kıracak ve A1'in çıkışı bir kez daha yüksek olacak ve transistörün AÇIK konuma geçmesini ve şarj işlemini başlatmasını sağlayacaktır.
• Pil 14 V'a ulaştığında, işlem döngüyü bir kez daha tekrarlayacaktır.