Круг пуњача батерија помоћу фиксних отпорника

Овај универзални круг аутоматског пуњача батерија изузетно је свестран у свом функционисању и може се прилагодити свим врстама пуњења батерија, чак и за примену у соларном регулатору пуњења.

Главне карактеристике универзалног пуњача батерија

Универзално коло за пуњење батерија мора имати следеће главне карактеристике:

1) Аутоматско искључивање пуног пуњења батерије , и аутоматски батерија при крају иницијализација пуњења, са одговарајућим упозорењима ЛЕД индикатора.

2) Прилагодљиво све врсте пуњења батерија

3) Прилагодљив на било који задати напон и АХ батерију.

4) Струјно контролисани излаз

5) Корачно пуњење 3 или 4 корака (опционално)

Од горе наведених 5 карактеристика, прве 3 су кључне и постају обавезне карактеристике за било који универзални круг пуњача батерија.

Међутим, заједно са овим карактеристикама, аутоматски пуњач батерија такође мора бити изузетно компактан, јефтин и лак за руковање, иначе би дизајн могао бити прилично бескористан за људе са мање техничког знања, због чега би „универзална“ ознака била поништена.

Већ сам разговарао о многим разноврсним круговима пуњача батерија на овој веб локацији, која укључује већину истакнутих функција које су у основи потребне за оптимално и сигурно пуњење батерије.

Многи од ових кола пуњача батерија користили су један опамп ради једноставности и користили су опцију хистерезе за примену аутоматског поступка обнављања пуњења батерија.

Међутим, са аутоматским пуњачем батерија који користи хистерезу у опампу, подешавање унапред постављене повратне спреге или променљивог отпорника постаје пресудан поступак и мало компликована ствар, посебно за новопридошлице ... будући да захтева неуморни поступак покушаја и грешака док се тачна поставка не финализује.

Поред тога, подешавање прекида прекомерног пуњења такође постаје досадан процес за сваког новопридошлог који можда покушава да постигне резултате својим кругом пуњача батерија.

Коришћење фиксних отпорника уместо лонаца или пресетова

Овај чланак се посебно фокусира на горње питање и замењује лонце и пресете са фиксним отпорницима како би се елиминисала дуготрајна прилагођавања и обезбедио дизајн без муке за крајњег корисника или конструктора.

Већ сам разговарао о једном ранијем чланку који је детаљно објаснио хистерезу у опамповима, користићемо исти концепт и формуле за дизајнирање предложеног универзалног круга пуњача батерија који ће надам се решити све забуне везане за изградњу прилагођеног кола пуњача батерија за било која јединствена батерија.

Пре него што наставимо са примерима објашњења кола, било би важно разумети зашто је потребна хистереза за наш круг пуњача батерија?

То је зато што смо заинтересовани да користимо један опамп и користимо га за откривање и доњег прага пражњења батерије, као и горњег прага пуног пуњења.

Значај додавања хистерезе

Уобичајено, без хистерезе, опамп се не може подесити за активирање на два различита прага која се могу прилично раширити, стога користимо хистерезу да бисмо добили могућност коришћења једног опампа са функцијом двоструке детекције.

Враћајући се на нашу главну тему у вези са дизајнирањем универзалног кола за пуњење акумулатора са хистерезом, научимо како можемо израчунати фиксне отпоре, тако да сложени Хи / Ло пресечени поступци подешавања помоћу променљивих отпорника или унапред подешених поставки могу бити елиминисани.

Да бисмо разумели основне операције хистерезе и сродну формулу, прво се морамо позвати на следећу илустрацију:

На горњим примерима илустрација јасно можемо видети како делује отпорник за хистерезу Рх израчунава се у односу на друга два референтна отпорника Рк и Ри.

Покушајмо сада да применимо горњи концепт у стварни круг пуњача за батерије и видимо како се релевантни параметри могу израчунати за добијање коначног оптимизованог излаза. Узимамо следећи пример а Круг пуњача за батерије од 6В

На овом дијаграму пуњача у чврстом стању, чим напон пина 2 постане већи референтни напон пина 3, излазни пин 6 се смањује, ИСКЉУЧУЈУЋИ ТИП122 и пуњење батерије. Супротно, све док потенцијал # 2 остаје испод пина 3, излаз опампа држи ТИП122 укљученим, а батерија се наставља пунити.

Примена формула у практичном примеру

Из формула изражених у претходном одељку можемо да видимо неколико кључних параметара које треба узети у обзир приликом његове примене у практичном кругу, како је дато у наставку:

1) Референтни напон примењен на Рк и напон напајања опампа Вцц морају бити једнаки и константни.

2) Изабрани праг искључења пуног пуњења акумулатора и праг укључивања доњег прекидача пражњења батерије морају бити нижи од Вцц и референтних напона.

Ово изгледа мало незгодно јер је напон напајања Вцц углавном повезан са батеријом и стога не може бити сталан, а такође не може бити нижи од референтног.

У сваком случају, да бисмо се позабавили тим проблемом, водимо рачуна да Вцц буде стегнут референтним нивоом, а напон батерије који треба осетити сведен на 50% нижу вредност помоћу потенцијалне разделне мреже тако да постане мањи од Вцц, као што је приказано на горњем дијаграму.

Отпорници Ра и Рб спуштају напон батерије на сразмерно 50% нижу вредност, док ценер од 4,7 В поставља фиксни референтни напон за Рк / Ри и Вцц пин # 4 опампа. Сада ствари изгледају спремне за прорачуне.

Дакле, применимо хистерезу формуле на овај 6В пуњач и погледајте како то функционише за овај пример кола:

У наведеном горе наведеном колу од 6В имамо следеће податке:

Батерија која се пуни је 6В

Горња гранична тачка је 7В

Доња тачка рестаурације је 5,5 В.

Вцц, а референтни напон је подешен на 4.7В (користећи 4.7В зенер)

Одабиремо Ра, Рб као 100к отпорнике да смањимо потенцијал 6В батерије на 50% мању вредност, стога горња тачка одсека 7В сада постаје 3,5В (ВХ), а доња 5,5В постаје 2,75В (ВЛ)

Сада морамо да сазнамо вредности отпорника за хистерезу Рх с обзиром на Рк и Ри .

Према формули:

Рх / Рк = ВЛ / ВХ - ВЛ = 2,75 / 3,5 - 2,75 = 3,66 --------- 1)

∴ Рх / Рк = 3,66

Ри / Рк = ВЛ / Вцц - ВХ = 2,75 / 4,7 - 3,5 = 2,29 ---------- 2)

∴ Ри / Рк = 2,29

Из 1) имамо Рх / Рк = 3,66

Рх = 3.66Рк

Узмимо Рк = 100К ,

Остале вредности попут 10К, 4к7 или било шта друго могу учинити, али 100К као стандардна вредност и довољно висока да смањи потрошњу постаје прикладнија.

∴ Рх = 3,66 к 100 = 366К

Заменом ове вредности Рк у 2) добијамо

Ри / Рк = 2,29

Ри = 2,29Рк = 2,29 к 100 = 229К

∴ Ри = 229К

Горе наведени резултати могу се постићи и помоћу софтвера за израчунавање хистерезе, само кликом на неколико тастера

То је то, са горњим прорачунима успешно смо утврдили тачне фиксне вредности различитих отпорника који ће осигурати да се повезана 6В батерија аутоматски одвоји на 7В и поново покрене пуњење оног тренутка када његов напон падне испод 5,5В.

За батерије вишег напона

За веће напоне као што је постизање универзалног круга батерија од 12 В, 24 В, 48 В, горе поменути дизајн може се једноставно модификовати како је дато у наставку, уклањањем степена ЛМ317.

Поступци израчунавања биће потпуно исти као и у претходном пасусу.

За снажно пуњење акумулатора, ТИП122 и диоду 1Н5408 можда ће бити потребно надоградити сразмерно јачим струјним уређајима и променити ценер од 4,7 В на вредност која може бити већа од 50% напона батерије.

Зелена ЛЕД лампица означава статус пуњења батерије, док црвена ЛЕД омогућава да знамо када је батерија потпуно напуњена.

Овим се завршава чланак, који јасно објашњава како направити једноставан, али универзално применљив круг пуњача батерија помоћу фиксних отпорника како би се осигурала изузетна тачност и сигурни пресеци преко постављених граничних тачака, што заузврат обезбеђује савршено и сигурно пуњење повезане батерије.