Battery Charger Circuit gamit ang Fixed Resistors

Ang unibersal na awtomatikong circuit ng charger ng baterya ay lubos na maraming nalalaman sa paggana nito at maaaring iakma para sa lahat ng mga uri ng pagsingil ng baterya at kahit para sa aplikasyon ng solar charge controller.

Pangunahing Mga Tampok ng Universal Battery Charger

Ang isang unibersal na circuit ng charger ng baterya ay dapat may mga sumusunod na pangunahing tampok na kasama dito:

1) Awtomatikong cut-off ang awtomatikong baterya , at awtomatiko mahina na ang baterya pagsingil ng pagsisimula, na may kaukulang babala ng tagapagpahiwatig ng LED.

2) Adaptable sa lahat ng uri ng pagsingil ng baterya

3) Adaptable sa anumang naibigay na boltahe at na-rate na baterya ng AH.

4) Kasalukuyang kinokontrol na output

5) Pagsingil ng hakbang 3 o 4 na hakbang (opsyonal)

Sa labas ng 5 mga tampok sa unang 3 ay mahalaga at maging sapilitan tampok para sa anumang unibersal na circuit ng charger ng baterya.

Gayunpaman kasama ang mga tampok na ito ang isang awtomatikong charger ng baterya ay dapat ding maging sobrang siksik, murang, at madaling patakbuhin, kung hindi man ang disenyo ay maaaring maging walang silbi para sa mga taong may hindi gaanong kaalamang panteknikal, na ginagawang nullified ang tag na 'unibersal'.

Tinalakay ko na ang maraming mga iba't ibang mga circuit ng charger ng baterya sa website na ito, na kinabibilangan ng karamihan sa mga lumilitaw na tampok na maaaring kailanganin para sa pagsingil ng isang baterya nang mahusay at ligtas.

Marami sa mga circuit ng charger ng baterya na ito ang gumamit ng isang solong opamp para sa pagiging simple, at nagtatrabaho ng isang pagpipiliang hysteresis para sa pagpapatupad ng isang awtomatikong proseso ng pagpapanumbalik ng singil na baterya.

Gayunpaman sa isang awtomatikong charger ng baterya na gumagamit ng hysteresis sa opamp pagsasaayos ng feedback preset o variable risistor ay nagiging isang mahalagang pamamaraan at isang maliit na kumplikadong kapakanan lalo na para sa mga bagong dating..sapagkat nangangailangan ito ng ilang walang tigil na proseso ng pagsubok at error hanggang sa wastong natapos ang wastong setting.

Bukod pa rito ang pag-set up ng cut-off na labis na singil ay nagiging isang nakakapagod na proseso para sa anumang bagong dating na maaaring sumusubok na makamit ang mga resulta nang mabilis sa kanyang circuit ng charger ng baterya.

Paggamit ng Fixed Resistors sa halip na Mga Kaldero o Preset

Ang kasalukuyang artikulo ay partikular na nakatuon sa isyu sa itaas at pinapalitan ang mga kaldero at preset ng mga nakapirming resistors upang maalis ang pag-aayos ng oras at upang masiguro ang isang walang problema na libreng disenyo para sa end user o tagapagbuo.

Tinalakay ko na ang isang naunang artikulo na detalyadong ipinaliwanag ang hysteresis sa mga opamp, gagamitin namin ang parehong konsepto at mga pormula para sa pagdidisenyo ng ipinanukalang panukalang unibersal na charger circuit ng baterya na sana ay malutas ang lahat ng mga pagkalito na nauugnay sa pagbuo ng isang pasadyang circuit ng charger ng baterya para sa anumang natatanging baterya.

Bago tayo magpatuloy sa isang halimbawa ng paliwanag sa circuit, mahalagang maintindihan bakit kailangan ng hysteresis para sa aming circuit ng charger ng baterya?

Ito ay dahil interesado kaming gumamit ng isang solong opamp at gamitin ito para sa pagtuklas ng parehong mas mababang threshold ng baterya pati na rin ang pang-itaas na threshold ng singil.

Kahalagahan ng Pagdaragdag ng isang Hysteresis

Karaniwan, nang walang hysteresis, ang isang opamp ay hindi maitatakda para sa pagpapalitaw sa dalawang magkakaibang mga threshold na maaaring malawak ang pagitan, samakatuwid ay gumagamit kami ng hysteresis upang makuha ang pasilidad ng paggamit ng isang solong opamp na may dalawahang tampok sa pagtuklas.

Bumabalik sa aming pangunahing paksa tungkol sa pagdidisenyo ng isang unibersal na charger circuit ng baterya na may hysteresis, alamin natin kung paano natin makakalkula ang mga nakapirming resistor, upang ang kumplikadong Hi / Lo ay tumigil sa pag-set up ng mga pamamaraan na gumagamit ng mga variable resistor o preset ay maaaring matanggal.

Upang maunawaan ang pangunahing mga pagpapatakbo ng hysteresis at ang kaugnay na pormula kailangan muna nating tingnan ang sumusunod na ilustrasyon:

Sa mga halimbawang halimbawa sa itaas, malinaw na nakikita natin kung paano ang resistor ng hysteresis Si Rh ay kinakalkula na may paggalang sa iba pang dalawang sanggunian resistors Rx at Ry.

Subukan nating ipatupad ang konsepto sa itaas sa isang aktwal na circuit ng charger ng baterya at tingnan kung paano makakalkula ang mga nauugnay na parameter para sa pagkuha ng huling na-optimize na output. Kinukuha namin ang sumusunod na halimbawa ng a 6V circuit ng charger ng baterya

Sa diagram ng solidong estado ng charger na ito, sa lalong madaling pin # 2 boltahe ay nagiging mas mataas na pin # 3 na boltahe ng sanggunian, ang output pin # 6 ay bumababa, pinapatay ang TIP122 at ang singilin ng baterya. Sa kabaligtaran hangga't ang pin # 2 na potensyal na mananatili sa ibaba pin # 3, ang output ng opamp ay nagpapanatili sa TIP122 na nakabukas ON at patuloy na singilin ang baterya.

Pagpapatupad ng Mga Formula sa isang Praktikal na Halimbawa

Mula sa mga formula na ipinahayag sa nakaraang seksyon nagagawa naming makita ang isang pares ng mga mahahalagang parameter na kailangang isaalang-alang habang ipinapatupad ito sa loob ng isang praktikal na circuit, tulad ng ibinigay sa ibaba:

1) Ang boltahe ng sanggunian na inilapat sa Rx at ang opamp supply voltage Vcc ay dapat na pantay at pare-pareho.

2) Ang napiling itaas na baterya ng full-charge switch off threshold at ang mas mababang switch ng paglabas ng baterya SA mga threshold voltages ay dapat na mas mababa kaysa sa Vcc at ang mga voltages ng sanggunian.

Mukha itong medyo nakakalito dahil ang supply voltage Vcc sa pangkalahatan ay konektado sa baterya at samakatuwid hindi ito maaaring maging pare-pareho, at hindi rin ito maaaring maging mas mababa kaysa sa sanggunian.

Gayunpaman, upang matugunan ang isyu tinitiyak namin na ang Vcc ay na-clamp sa antas ng sanggunian, at ang boltahe ng baterya na kailangang ma-sensed ay bumaba sa isang 50% na mas mababang halaga gamit ang isang potensyal na divider network upang ito ay maging mas mababa sa Vcc, tulad ng ipinakita sa diagram sa itaas.

Ang resistor Ra at Rb ay bumaba ang boltahe ng baterya sa proporsyonal na 50% na mas mababang halaga, habang ang 4.7V zener ay nagtatakda ng nakapirming boltahe ng sanggunian para sa Rx / Ry at ang Vcc pin # 4 ng opamp. Ngayon ang mga bagay ay mukhang handa na para sa mga kalkulasyon.

Kaya't ilapat natin ang hysteresis mga pormula sa 6V charger na ito at tingnan kung paano ito gumagana para sa halimbawang circuit na ito:

Sa tinukoy na 6V circuit sa itaas mayroon kaming mga sumusunod na data sa kamay:

Ang sisingilin na baterya ay 6V

Ang pang-itaas na cut point ay 7V

Ang mas mababang point ng pagpapanumbalik ay 5.5V.

Ang Vcc, at ang boltahe ng sanggunian ay nakatakda sa 4.7V (gamit ang 4.7V zener)

Pinipili namin ang Ra, Rb bilang 100k resistors upang mabawasan ang potensyal ng 6V na baterya sa 50% na mas kaunting halaga, samakatuwid ang itaas na cut off point 7V ngayon ay nagiging 3.5V (VH), at ang mas mababang 5.5V ay nagiging 2.75V (VL)

Ngayon, kailangan nating alamin ang mga halaga ng resistor sa hysteresis Si Rh na may paggalang sa Rx at Ry .

Tulad ng formula:

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

Mula sa 1) mayroon kaming Rh / Rx = 3.66

Rh = 3.66Rx

Kunin natin Rx = 100K ,

Ang iba pang mga halagang tulad ng 10K, 4k7 o anumang maaaring gawin, ngunit ang 100K na isang pamantayang halaga at sapat na mataas upang mapanatili ang nabawasan ang pagkonsumo ay magiging mas angkop.

∴ Rh = 3.66 x 100 = 366K

Ang pagpapalit ng halagang ito ng Rx sa 2), nakukuha namin

Ry / Rx = 2.29

Ry = 2.29Rx = 2.29 x 100 = 229K

∴ Ry = 229K

Ang mga resulta sa itaas ay maaaring makamit din gamit ang isang hysteresis calculator software, sa pamamagitan lamang ng pag-click sa ilang mga pindutan

Iyon lang, sa mga kalkulasyon sa itaas matagumpay naming natukoy ang tumpak na naayos na mga halaga ng iba't ibang mga resistor na tiyakin na ang nakakonektang 6V na baterya ay awtomatikong nag-disconnect sa 7V, at i-restart ang pagsingil sa sandaling bumaba ang boltahe sa ibaba 5.5V.

Para sa Mas Mataas na Baterya ng Boltahe

Para sa mas mataas na boltahe tulad ng para sa pagkamit ng 12V, 24V, 48V unibersal na circuit ng baterya, ang tinalakay na disenyo sa itaas ay maaaring mabago nang binigay sa ibaba, sa pamamagitan ng pag-aalis ng yugto ng LM317.

Ang mga pamamaraan sa pagkalkula ay eksaktong kapareho ng ipinahayag sa nakaraang talata.

Para sa mataas na kasalukuyang pagsingil ng baterya, ang TIP122 at ang diode 1N5408 ay maaaring kailanganing ma-upgrade sa proporsyonal na mas mataas na kasalukuyang mga aparato, at baguhin ang 4.7V zener sa isang halaga na maaaring mas mataas sa 50% ng boltahe ng baterya.

Ipinapahiwatig ng berdeng LED ang katayuan ng pagsingil ng baterya habang ang pulang LED ay nagbibigay-daan sa amin upang malaman kung kailan ganap na nasingil ang baterya.

Tinapos nito ang artikulo, na malinaw na nagpapaliwanag kung paano gumawa ng isang simple ngunit unibersal na naaangkop na circuit ng charger ng baterya gamit ang mga nakapirming resistor upang matiyak ang matinding katumpakan at walang palya na cut off sa itinakdang mga puntos ng threshold, na siya namang tinitiyak ang perpekto at isang ligtas na singilin para sa konektadong baterya.