Дизајнирао сам и објавио разне склопове пуњача за батерије на овој веб локацији, међутим читаоци се често збуне док одабиру прави круг пуњача за своје појединачне примене. Морам изричито да објасним сваком од читалаца како да прилагодите дати круг пуњача батерија њиховим специфичним потребама.

Ово постаје прилично дуготрајно, јер је то иста ствар коју с времена на време морам објаснити сваком од читалаца.

То ме је натерало да објавим овај пост у којем сам покушао да објасним а стандардни пуњач батерија дизајн и како га прилагодити на неколико начина како би одговарао индивидуалним преференцама у погледу напона, струје, аутоматског искључивања или полуаутоматских операција.

Правилно пуњење батерије је пресудно

Три основна параметра која су потребна свим батеријама да би се напуниле оптимално и сигурно су:

Константни напон.
Константна струја.
Аутоматско искључивање.

У основи, ово су три основне ствари које треба применити да бисте успешно напунили батерију, а такође и да у току процеса не утичете на животни век батерије.

Неколико побољшаних и опционалних услова су:

Термичко управљање.

и Корачно пуњење .

Горе наведена два критеријума се посебно препоручују за Ли-јонске батерије , иако они можда нису толико пресудни за оловне батерије (иако нема штете ако се оне примене за исте)

Хајде да корак по корак схватимо горње услове и видимо како неко може прилагодити захтеве према следећим упутствима:

Значај сталног напона:

Све батерије се препоручују за пуњење напоном који је можда приближно 17 до 18% већи од одштампаног напона батерије, а овај ниво се не сме повећати или осцилирати много.

Стога за а 12В батерија , вредност износи око 14,2 В, што не би требало повећати много.

Овај захтев се назива захтевом за константним напоном.

С обзиром на то да данас постоје ИЦ-ови с регулаторима броја, израда пуњача са сталним напоном је ствар минута.

Најпопуларнији међу овим ИЦ су ЛМ317 (1,5 ампера), ЛМ338 (5 ампера), ЛМ396 (10 ампера). Све ово су ИЦ са променљивим регулатором напона и омогућавају кориснику да постави било који жељени константни напон било где од 1,25 до 32В (није за ЛМ396).

Можете користити ИЦ ЛМ338 који је погодан за већину батерија за постизање константног напона.

Ево примера кола који се може користити за пуњење било које батерије између 1,25 и 32 В константним напоном.

Шема пуњача за стални напон

Варирање 5к пот омогућава подешавање било ког жељеног константног напона на Ц2 кондензатору (Воут) који се може користити за пуњење повезане батерије преко ових тачака.

За фиксни напон Р2 можете заменити фиксним отпорником, користећи ову формулу:

В.ИЛИ= ВРЕФ(1 + Р2 / Р1) + (И.ПРИД× Р2)

Где В.РЕФје = 1,25

Пошто самПРИДје премало и може се занемарити

Иако је можда потребан константан напон, на местима где се напон на улазној мрежи наизменичне струје не разликује превише (5% горе / доле је сасвим прихватљиво) може се у потпуности елиминисати горњи круг и заборавити на фактор константног напона.

То подразумева да можемо једноставно да користимо исправно оцењени трансформатор за пуњење батерије без узимања у обзир сталних напонских услова, под условом да је мрежни улаз прилично поуздан у погледу својих колебања.

Данас, појавом СМПС уређаја, горње питање у потпуности постаје нематеријално, будући да су СМПС сви напони са константним напоном и изузетно су поуздани са својим спецификацијама, па ако је СМПС доступан, горе наведено коло ЛМ338 може дефинитивно бити елиминисано.

Али обично СМПС долази са фиксним напоном, тако да у том случају његово прилагођавање за одређену батерију може постати проблем и можда ћете морати да се одлучите за свестрани круг ЛМ338 како је горе објашњено .... или ако и даље желите да то избегнете , можете једноставно модификовати СМПС само коло за постизање жељеног напона пуњења.

Следећи одељак ће објаснити пројектовање прилагођеног управљачког круга струје за одређену, одабрану јединицу пуњача батерија.

Додавање константне струје

Баш као и параметар „константни напон“ , препоручена струја пуњења за одређену батерију не би требало да буде повећана или осцилирана много.

“користите принцип поделе напона за израчунавање в на слици. ”

За оловне батерије, брзина пуњења треба да буде приближно 1/10 или 2/10 од одштампане вредности Ах (амперских сати) батерије. што значи да ако је батерија оцењена на рецимо 100Ах, тада се препоручује да њена брзина струје пуњења (амп) буде 100/10 = 10 Ампера најмање ((100 к 2) / 10 = 200/10 = 20 ампера, ова цифра треба да буде не повећавајте га пожељно да бисте одржали здраве услове за батерију.

Међутим за Ли-јон или Липо батерије критеријум је потпуно другачији, за ове батерије би стопа пуњења могла бити висока као и њихова Ах стопа, што значи да ако су АХ спецификације ли-јонске батерије 2,2 Ах, тада је могуће напунити је на истом нивоу који је на 2,2 ампера оцените Овде не морате ништа делити нити се упуштати у било какве прорачуне.

За спровођење а константна струја функција, ЛМ338 поново постаје користан и може се конфигурисати за постизање параметра са високим степеном тачности.

Доњи кругови показују како ИЦ може бити конфигурисан за примену тренутног пуњача батерија под надзором.

Обавезно погледајте овај чланак који пружа одличан и врло прилагодљив круг пуњача за батерије.

Шема за ЦЦ и ЦВ контролисани пуњач батерија

Као што је објашњено у претходном одељку, у случају да је ваша улазна мрежа прилично константна, тада можете занемарити десни одељак ЛМ338 и једноставно користити круг граничника струје леве стране са трансформатором или СМПС-ом, као што је приказано доле:

У горе наведеном дизајну, напон трансформатора може бити номинован на нивоу напона батерије, али након исправљања може дати мало изнад наведеног напона пуњења батерије.

Овај проблем се може занемарити, јер ће прикључена функција за контролу струје присилити напон да аутоматски спусти вишак напона на ниво сигурног напона пуњења батерије.

Р1 се може прилагодити према потребама, пратећи испоручена упутства ОВДЕ

Диоде морају бити одговарајуће оцењене у зависности од струје пуњења и по могућности треба да буду много веће од наведеног нивоа струје пуњења.

Прилагођавање струје за пуњење батерије

У горе наведеним круговима наведени ИЦ ЛМ338 је предвиђен да обрађује највише 5 ампера, што га чини погодним само за батерије до 50 АХ, међутим, можда имате и знатно више оцењене батерије реда од 100 АХ, 200 АХ или чак 500 АХ .

То може захтевати пуњење по одговарајућим већим брзинама струје, што један ЛМ338 можда неће бити довољан.

Да бисте то исправили, можете надоградити или побољшати ИЦ са више ИЦ паралелно, као што је приказано у следећем примеру:

Коло пуњача од 25 ампера

“ардуино уно р3 пин дијаграм ”

У горњем примеру, конфигурација изгледа мало компликовано због укључивања опампера, међутим мало петљања показује да се заправо ИЦ-ови могу директно додати паралелно за множење тренутног излаза, под условом да су све ИЦ-е постављене преко заједничког хладњака , погледајте доњи дијаграм:

У приказаном формату може се додати било који број ИЦ за постизање било ког ограничења струје, међутим морају се осигурати две ствари како би се добио оптималан одговор од дизајна:

Сви ИЦ морају бити монтирани преко заједничког хладњака, а сви отпорници за ограничавање струје (Р1) морају бити фиксирани са тачно одговарајућом вредношћу, оба параметра су потребна да омогуће равномерно дељење топлоте међу ИЦ, а тиме и једнаку расподелу струје по излаз за повезану батерију.

До сада смо научили како да прилагодимо константни напон и константну струју за одређену апликацију пуњача батерија.

Међутим, без аутоматског искључивања круг пуњача батерије може бити само непотпун и прилично небезбедан.

До сада у нашем пуњењу батерије туторијали научили смо како да прилагодимо параметар константног напона док градимо пуњач за батерије, у следећим одељцима ћемо покушати да разумемо како да применимо потпуно искључено аутоматско искључивање ради пуњења повезане батерије.

Додавање аутоматског резања 0фф у пуњач батерија

У овом одељку ћемо открити како се аутоматско искључивање може додати батерији пуњач који је један од најважнијих аспеката у таквим круговима.

Једноставна фаза аутоматског искључивања може се укључити и прилагодити у одабраном колу пуњача батерија уграђивањем упоредног опампа.

Опамп може бити постављен да детектује растући напон батерије док се пуни и да прекине напон пуњења чим напон достигне пуни ниво напуњености батерије.

Можда сте већ видели ову примену у већини кругова аутоматског пуњача батерија до сада објављених на овом блогу.

Концепт се може темељно разумети уз помоћ следећег објашњења и приказане ГИФ симулације кола:

НАПОМЕНА: Молимо користите релејни Н / О контакт за улаз за пуњење, уместо приказаног Н / Ц. Ово ће осигурати да релеј не блебеће у одсуству батерије. Да би ово функционисало, обавезно замените улазне пинове (2 и 3) једни с другима .

У горњем ефекту симулације можемо видети да је опамп конфигурисан као сензор напона батерије за откривање прага прекомерног пуњења и прекид напајања батерије чим се то открије.

Унапред подешена вредност на пину (+) ИЦ-а подешава се тако да при пуном напону батерије (овде 14,2 В) пин 3 постиже нијансу већи потенцијал од пина (-) ИЦ-а који је фиксиран са референтним напоном од 4,7 В са Зенер диодом.

Претходно објашњени „константни напон“ и „константна струја“ повезани су на коло, а батерија преко Н / Ц контакта релеја.

У почетку су напонски напон и батерија искључени из кола.

Прво, испражњеној батерији је дозвољено да се повеже са струјним кругом, чим се то уради, опамп детектује потенцијал који је нижи (10,5 В, како се овде претпоставља) од пуног нивоа напуњености, а због тога се ЦРВЕНА ЛЕД лампица УКЉУЧУЈЕ , што указује да је батерија испод нивоа пуног пуњења.

Затим се укључује улазно напајање од 14,2 В.

Чим се то уради, улаз тренутно тоне на напон акумулатора и достиже ниво од 10,5В.

Сада се покреће поступак пуњења и батерија почиње да се пуни.

Како се напон на прикључку акумулатора повећава током пуњења, напон пина (+) такође се с тим повећава.

И у тренутку када напон батерије достигне пуни улазни ниво који је ниво од 14,3 В, пин (+) такође пропорционално постиже 4,8 В који је мало већи од напона на пин (-).

Ово тренутно присиљава опамп излаз да се повиси.

ЦРВЕНА ЛЕД диода се сада ИСКЉУЧИ, а зелена ЛЕД лампица указује на акцију пребацивања, као и на то да је батерија потпуно напуњена.

Међутим, шта се може догодити након овога није приказано у горњој симулацији. Научићемо то кроз следеће објашњење:

Чим се релеј активира, напон на прикључку батерије ће брзо пасти и вратити се на неки нижи ниво, јер 12В батерија никада неће држати ниво од 14В доследно и покушаће приближно да достигне ознаку 12,8В.

Због овог стања, напон пин (+) поново ће доживети пад испод референтног нивоа постављеног пин-ом (-), што ће поново подстаћи релеј да се ИСКЉУЧИ, и поступак пуњења ће поново бити покренут.

Ово УКЉУЧЕЊЕ / ИСКЉУЧИВАЊЕ прекидача релеја ће наставити да вози, стварајући нежељени звук „клика“ из релеја.

Да би се ово избегло, императив је додати коло у хистерезу.

То се постиже увођењем отпора велике вредности преко излаза и (+) пина ИЦ, као што је приказано доле:

Додавање хистерезе

Додатак горе наведеном хистереза отпорник спречава да релеј осцилира УКЉ / ИСКЉУЧЕН на граничним нивоима и закључава релеј до одређеног временског периода (све док напон акумулатора не падне испод одрживе границе ове вредности отпорника).

Отпорници веће вредности пружају ниже периоде закључавања, док нижи отпорници пружају већу хистерезу или већи период закључавања.

Тако из горње дискусије можемо разумети како било који хоби може правилно дизајнирати и прилагодити склоп аутоматског искључивања батерије за своје жељене спецификације пуњења батерија.

Сада да видимо како може изгледати целокупни дизајн пуњача батерија, укључујући константни напон / струју подешен заједно са горњом граничном конфигурацијом:

Дакле, ево довршеног прилагођеног кола пуњача за батерије који се може користити за пуњење било које жељене батерије након подешавања, као што је објашњено у целом нашем водичу:

Опамп може бити ИЦ 741
Пресет = 10к унапред подешено
обе зенер диоде могу бити = 4,7 В, 1/2 вата
Зенер отпорник = 10к
ЛЕД и транзисторски отпорници такође могу бити = 10к
Транзистор = БЦ547
релејна диода = 1Н4007
релеј = одабрати подударање напона батерије.

Како напунити батерију без било ког од горе наведених уређаја

Ако се питате да ли је могуће напунити батерију без повезивања било ког од горе поменутих сложених кола и делова? Одговор је да, било коју батерију можете напунити сигурно и оптимално чак и ако немате ниједан од горе наведених кола и делова.

Пре него што наставите, било би важно знати неколико круцијалних ствари које батерије требају за сигурно пуњење и ствари због којих су параметри „аутоматског искључивања“ „константног напона“ и „константне струје“ толико важни.

“анализа оптерећења диоде ”

Ове функције постају важне када желите да се батерија напуни изузетно ефикасно и брзо. У таквим случајевима можда ћете желети да ваш пуњач буде опремљен многим напредним функцијама као што је горе предложено.

Међутим, ако сте спремни да прихватите пуни ниво напуњености батерије нешто нижи од оптималног и ако желите да пружите неколико сати више да би се пуњење завршило, сигурно вам неће бити потребне било која од препоручених функција, као што је константно струје, сталног напона или аутоматског искључивања, све ово можете заборавити.

У основи, батерију не би требало пунити са потрошним материјалом који има виши ниво од штампаног, већ је то једноставно.

Што значи да претпоставимо да је ваша батерија оцењена на 12В / 7Ах, идеално је да никада не смете премашити пуну брзину пуњења изнад 14,4В и струју преко 7/10 = 0,7 ампера. Ако се ове две стопе правилно одржавају, можете бити сигурни да је батерија у сигурним рукама и да никада неће бити оштећена без обзира на било какве околности.

Стога, да бисте осигурали горе поменуте критеријуме и напунили батерију без укључивања сложених кола, само проверите да ли је улазно напајање које користите правилно оцењено.

На пример, ако пуните батерију од 12В / 7Ах, одаберите трансформатор који производи око 14В након исправљања и филтрације, а његова струја је оцењена на око 0,7 ампера. Исто правило се пропорционално може применити и на друге батерије.

Основна идеја овде је да параметри пуњења буду мало нижи од максимално дозвољене оцене. На пример, може се препоручити да се батерија од 12 В пуни до 20% више од њене одштампане вредности, односно 12 к 20% = 2,4 В више од 12 В = 12 + 2,4 = 14,4 В.

Стога се побринемо да ово буде мало ниже на 14В, што можда неће напунити батерију до оптималне тачке, али ће бити добро за било шта, у ствари ако мало нижа вредност продужи животни век батерије омогућавајући много више циклуса пуњења / пражњења на дуже стазе.

Слично томе, задржавање струје пуњења на 1/10 од отиснуте вредности Ах осигурава да се батерија напуни уз минимално напрезање и расипање, што батерији продужава животни век.

Коначно подешавање

основни круг пуњача батерија помоћу трансформатора и исправљача

Једноставна поставка приказана горе може се универзално користити за сигурно и сасвим оптимално пуњење било које батерије, под условом да омогућите довољно времена пуњења или док игла амперметра не падне на готово нулу.