Az akkumulátortöltő áramköre fix ellenállásokkal

Ez az univerzális automatikus akkumulátortöltő áramkör rendkívül sokoldalú a működésével, és minden típusú akkumulátor-töltéshez, sőt, szolár töltésvezérlő alkalmazásához is adaptálható.

Univerzális akkumulátortöltő főbb jellemzői

Az univerzális akkumulátortöltő áramkörének a következő főbb jellemzőkkel kell rendelkeznie:

1) Automatikus akkumulátor-töltés kikapcsolása , és automatikus lemerült az akkumulátor töltés inicializálása, a megfelelő LED-jelző figyelmeztetésekkel.

2) alkalmazkodni minden típusú akkumulátor töltése

3) Bármely adott feszültséghez és AH névleges akkumulátorhoz alkalmazkodik.

4) Áramvezérelt kimenet

5) Lépés lépés 3 vagy 4 lépés (opcionális)

A fenti 5 szolgáltatás közül az első 3 kulcsfontosságú és kötelezővé válik minden univerzális akkumulátortöltő áramkör számára.

Ezen jellemzők mellett azonban az automatikus akkumulátortöltőnek is rendkívül kompaktnak, olcsónak és könnyen kezelhetőnek kell lennie, különben a kialakítás meglehetősen haszontalan lehet a kevésbé műszaki ismeretekkel rendelkező emberek számára, ami az „univerzális” címkét érvénytelenné teszi.

Számos diverzifikált akkumulátortöltő áramkört ismertettem már ezen a weboldalon, amely magában foglalja a legtöbb olyan kiemelkedő jellemzőt, amelyek alapvetően szükségesek lehetnek az akkumulátor optimális és biztonságos töltéséhez.

Ezen akkumulátortöltő áramkörök közül sok az egyszerűség kedvéért egyetlen opampot használt, és hiszterézis-opciót alkalmaztak az akkumulátor alacsony töltöttségű automatikus helyreállítási folyamatának megvalósításához.

Azonban a hiszterézist használó automatikus akkumulátortöltővel a visszacsatolás előre beállított vagy változó ellenállásának beállítása döntő fontosságú eljárást jelent, és egy kicsit bonyolultabb ügy, különösen az újonnan érkezők számára .. mivel ez a helyes beállítás véglegesítéséig szüntelen kísérletet és hibát igényel.

A túltöltési határérték beállítása szintén unalmas folyamatsá válik minden olyan újonc számára, aki az akkumulátortöltő áramkörével megpróbálja gyorsan elérni az eredményeket.

Rögzített ellenállások használata edények vagy készletek helyett

Jelen cikk kifejezetten a fenti kérdésre összpontosít és az edényeket és az előre beállított helyeket fix ellenállásokkal helyettesíti az időigényes beállítások kiküszöbölése és a végfelhasználó vagy a kivitelező számára gond nélküli tervezés biztosítása érdekében.

Már tárgyaltam egy korábbi cikket, amely részletesen elmagyarázta a hiszterézist az opampokban, ugyanazt a koncepciót és képleteket fogjuk használni a javasolt univerzális akkumulátortöltő áramkör megtervezéséhez, amely remélhetőleg megoldja az összes zűrzavart a testreszabott akkumulátortöltő áramkörének felépítésével kapcsolatban. bármilyen egyedi elem.

Mielőtt továbblépnénk egy példával az áramkör magyarázatára, fontos lenne megérteni miért van szükség hiszterézisre az akkumulátortöltő áramkörünkhöz?

Azért vagyunk érdekeltek, hogy egyetlen opampot használjunk, és azt használjuk az akkumulátor alsó kisütési küszöbének, valamint a felső teljes töltési küszöb észleléséhez.

A hiszterézis hozzáadásának fontossága

Normál esetben hiszterézis nélkül nem lehet beállítani egy opampot, amely két különböző küszöbértéket indíthat el, amelyek meglehetősen nagyok lehetnek egymástól, ezért hiszterézist alkalmazunk annak érdekében, hogy egyetlen opampot használjunk kettős detektálási funkcióval.

Visszatérve a hiszterézissel rendelkező univerzális akkumulátortöltő áramkör kialakításával kapcsolatos fő témánkhoz, tanuljuk meg, hogyan számolhatjuk ki a rögzített ellenállásokat, hogy a bonyolult Hi / Lo leállítási eljárások kiküszöbölhetők változó ellenállásokkal vagy előre beállított értékekkel.

A hiszterézis alapvető műveleteinek és a kapcsolódó képlet megértéséhez először a következő ábrára kell hivatkoznunk:

A fenti példapéldákon jól láthatjuk, hogy a hiszterézis ellenállás Rh a másik két referencia ellenálláshoz viszonyítva kerül kiszámításra Rx és Ry.

Most próbáljuk meg megvalósítani a fenti koncepciót egy tényleges akkumulátortöltő áramkörben, és nézzük meg, hogyan lehet kiszámítani a releváns paramétereket a végső optimalizált kimenet megszerzéséhez. A következő példát vesszük a 6 V-os akkumulátortöltő áramkör

Ebben a szilárdtest töltõdiagramon, amint a 2. érintkezõ feszültsége nagyobb lesz, mint a 3. érintkezõ referenciafeszültsége, a 6. kimeneti tüske lemerül, kikapcsolja a TIP122-t és az akkumulátor töltését. Ezzel szemben mindaddig, amíg a 2. tűs potenciál a 3. tű alatt marad, az opamp kimenete bekapcsolva tartja a TIP122-t, és az akkumulátor tovább töltődik.

A képletek megvalósítása gyakorlati példában

Az előző szakaszban megfogalmazott képletekből láthatunk néhány olyan fontos paramétert, amelyeket figyelembe kell venni az alábbi gyakorlati körön belüli megvalósítás során:

1) Az Rx-re alkalmazott referenciafeszültségnek és a Vcc opamp tápfeszültségnek egyenlőnek és állandónak kell lennie.

2) A kiválasztott felső akkumulátor teljes feltöltési kikapcsolási küszöbének és az alsó akkumulátor kisütési kapcsoló BE küszöbfeszültségének alacsonyabbnak kell lennie a Vcc-nél és a referenciafeszültségnél.

Ez kissé trükkösnek tűnik, mivel a Vcc tápfeszültség általában az akkumulátorral van összekötve, ezért nem lehet állandó, és nem lehet alacsonyabb a referenciaértéknél sem.

Mindenesetre a probléma megoldása érdekében meg kell győződnünk arról, hogy a Vcc rögzítve van-e a referenciaszinttel, és az érzékelni kívánt akkumulátor feszültségét egy potenciális elválasztó hálózat segítségével 50% -kal alacsonyabb értékre csökkentik, így az kisebb lesz, mint a Vcc, amint azt a fenti ábra mutatja.

Az Ra és Rb ellenállás arányosan 50% -kal alacsonyabb értékre csökkenti az akkumulátor feszültségét, míg a 4,7 V-os zener az Rx / Ry rögzített referenciafeszültségét és az opamp 4. számú Vcc-tűjét állítja be. Most a dolgok készen állnak a számításokra.

Tehát alkalmazzuk a hiszterézist képletek ehhez a 6 V-os töltőhöz, és nézze meg, hogyan működik ez a példakörben:

A fenti 6V-os áramkörben a következő adatok vannak a kezében:

A töltendő akkumulátor 6V

A felső határérték 7V

Az alsó helyreállítási pont 5,5 V.

Vcc, és a referenciafeszültség 4,7 V-ra van állítva (4,7 V-os zener használatával)

Ra, Rb-t választunk 100k-os ellenállóként, hogy a 6V-os akkumulátor potenciálját 50% -kal kisebb értékre csökkentsük, ezért a felső 7V-os levágási pont most 3,5V (VH), az alsó 5,5V pedig 2,75V (VL) lesz

Most meg kell találnunk a hiszterézis ellenállás értékeit Rh vonatkozóan Rx és Ry .

A képlet szerint:

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-től) Rh / Rx = 3,66

Rh = 3,66Rx

Vessünk Rx = 100K ,

Más értékek, például a 10K, 4k7 vagy bármi más megtehetnék, de a 100K, ami standard érték és elég magas ahhoz, hogy a fogyasztás csökkenjen, alkalmasabbá válik.

Rh = 3,66 x 100 = 366K

Az Rx ezen értékét 2) helyettesítve megkapjuk

Ry / Rx = 2,29

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

∴ Ry = 229K

A fenti eredményeket hiszterézis-számológép szoftverrel is el lehet érni, csupán néhány gombra kattintva

Ez az, a fenti számításokkal sikeresen meghatároztuk a különböző ellenállások pontos rögzített értékeit, amelyek biztosítják, hogy a csatlakoztatott 6 V-os akkumulátor automatikusan lekapcsoljon 7 V-nál, és akkor kezdje újra a töltést, amikor a feszültség 5,5 V alá csökken.

Nagyobb feszültségű akkumulátorokhoz

Nagyobb feszültségeknél, például 12 V, 24 V, 48 V univerzális akkumulátor áramkör eléréséhez a fent tárgyalt kialakítás egyszerűen módosítható az alábbiak szerint, az LM317 fokozat kiküszöbölésével.

A számítási eljárások pontosan megegyeznek az előző bekezdésben leírtakkal.

Nagyfeszültségű akkumulátor-töltéshez a TIP122-t és az 1N5408 diódát lehet, hogy arányosan nagyobb áramú eszközökkel kell frissíteni, és a 4.7V-os zener értékét módosítani kell, amely meghaladhatja az akkumulátorfeszültség 50% -át.

A zöld LED az akkumulátor töltöttségi állapotát jelzi, míg a piros LED segítségével megtudhatjuk, hogy az akkumulátor teljesen fel van-e töltve.

Ezzel befejezzük a cikket, amely világosan elmagyarázza, hogyan lehet egy egyszerű, de általánosan alkalmazható akkumulátortöltő áramkört készíteni rögzített ellenállások használatával, hogy biztosítsuk a rendkívüli pontosságot és bolondbiztos levágásokat a beállított küszöbértékeken, ami viszont tökéletes és biztonságos töltést biztosít a csatlakoztatott akkumulátor számára.