Baterya Kasalukuyang Tagapagpahiwatig ng Circuit - Kasalukuyang Triggered Charging Na-cut off

Sa post na ito natututunan namin ang tungkol sa isang simpleng kasalukuyang sensor ng baterya na may tagapagpahiwatig circuit na nakakakita ng dami ng kasalukuyang natupok ng baterya habang naniningil. Ang mga ipinakita na disenyo ay mayroon ding isang auto cut off kapag ang baterya ay tumigil sa pag-ubos ng kasalukuyang sa buong antas ng singil nito ..

Bakit Kasalukuyang Patak bilang Baterya ay Siningilin

Alam na natin na habang ang isang baterya ay naniningil ng una ay nakakakuha ito ng mas mataas na halaga ng kasalukuyang, at habang umabot ito patungo sa buong antas ng singil, ang pagkonsumo na ito ay nagsisimulang bumaba, hanggang sa umabot sa halos zero.

Nangyayari ito dahil sa una ang baterya ay nasa pinalabas na estado at ang boltahe nito ay mas mababa kaysa sa pinagmulan ng boltahe. Ito ay sanhi ng isang medyo malaking potensyal na pagkakaiba sa dalawang pinagmulan.

Dahil sa malawak na pagkakaiba na ito, ang potensyal mula sa mas mataas na mapagkukunan na kung saan ay ang output ng charger, ay nagsisimula sa pagmamadali patungo sa baterya na may mas mataas na intensidad na sanhi ng mas mataas na halaga ng kasalukuyang pumasok sa baterya.

Tulad ng pagsingil ng baterya sa buong antas, ang potensyal na pagkakaiba sa kabuuan ng dalawang mga mapagkukunan ay nagsisimulang magsara, hanggang sa ang dalawang mapagkukunan ay magkapareho ang mga antas ng boltahe.

Kapag nangyari ito, ang boltahe mula sa mapagkukunan ng supply ay hindi magawang itulak ang karagdagang kasalukuyang patungo sa baterya, na magreresulta sa isang nabawasang kasalukuyang pagkonsumo.

Ipinapaliwanag nito kung bakit ang isang pinalabas na baterya ay kumukuha ng mas kasalukuyang kasalukuyang at minimum na kasalukuyang kapag puno na ito.

Karaniwan na ang karamihan sa mga tagapagpahiwatig ng pagsingil ng baterya ay gumagamit ng antas ng boltahe ng baterya upang ipahiwatig ang kondisyon ng pagsingil, dito sa halip na boltahe ang kasalukuyang (amps) na lakas na ginamit para sa pagsukat ng katayuan sa pagsingil.

Ang paggamit ng kasalukuyang bilang parameter ng pagsukat ay nagbibigay-daan sa isang mas tumpak na pagtatasa ng singilin ang baterya katayuan Ang circuit ay may kakayahang ipahiwatig din ang agarang kalusugan ng isang konektadong baterya sa pamamagitan ng pagsasalin ng kasalukuyang kakayahan sa pag-ubos habang sinisingil ito.

Paggamit ng LM338 Simpleng Disenyo

Ang isang simpleng kasalukuyang hiwa ng circuit ng charger ng baterya ay maaaring binuo sa pamamagitan ng angkop na pagbabago ng a karaniwang LM338 regulator circuit tulad ng ipinakita sa ibaba:

Nakalimutan kong magdagdag ng isang diode sa positibong linya ng baterya, kaya't siguraduhing idagdag ito tulad ng ipinakita sa sumusunod na naitama na diagram.

Paano ito gumagana

Ang pagtatrabaho ng circuit sa itaas ay medyo simple.

Alam namin na kapag ang ADJ pin ng LM338 o LM317 IC ay naikli sa linya ng lupa, pinapatay ng IC ang boltahe ng output. Ginagamit namin ang tampok na ADJ shut down na ito para sa pagpapatupad ng kasalukuyang napansin na shut off.

Kapag inilapat ang lakas ng pag-input, hindi pinapagana ng 10uF capacitor ang unang BC547 upang ang LM338 ay maaaring gumana nang normal at makagawa ng kinakailangang boltahe para sa nakakonektang baterya.

Ikokonekta nito ang baterya at nagsisimula itong singilin sa pamamagitan ng pagguhit ng tinukoy na halaga ng kasalukuyang ayon sa rating na Ah.

Bumubuo ito ng isang potensyal na pagkakaiba sa buong kasalukuyang sensing resistor Rx kung saan lumilipat SA ikalawang BC547 transistor.

Tinitiyak nito na ang unang BC547 na konektado sa ADJ pin ng IC ay mananatiling hindi pinagana habang pinapayagan ang baterya na singilin nang normal.

Habang nagcha-charge ang baterya, ang potensyal na pagkakaiba sa Rx ay nagsisimula nang bumaba. Sa huli kapag ang baterya ay halos ganap na nasingil ang potensyal na ito ay bumaba sa isang antas kung saan ito ay naging masyadong mababa para sa ikalawang BC547 base bias, pinapatay ito.

Kapag na-shut down ng pangalawang BC547 ang unang switch ng BC547 ON, at pinagbabatayan ang ADJ pin ng IC.

Ang LM338 ngayon ay nakasara nang ganap na ididiskonekta ang baterya mula sa supply ng singilin.

Maaaring i-calclate ang Rx gamit ang formula ng batas ng Ohm:

Rx = 0.6 / Minimum Kasalukuyang Pag-charge

Ang LM338 circuit na ito ay susuporta ng hanggang sa 50 Ah na baterya gamit ang IC na naka-mount sa isang malaking heatsink. Para sa mga baterya na may mas mataas na rating ng Ah, maaaring kailanganing i-upgrade ang IC gamit ang isang outboard transistor bilang tinalakay sa artikulong ito .

Gamit ang IC LM324

Ang pangalawang disenyo ay isang mas detalyadong circuit gamit ang isang LM324 IC na nagbibigay ng tumpak na hakbang na matalino sa pagtuklas ng katayuan ng baterya at kumpleto rin ang pag-off ng baterya kapag naabot ng kasalukuyang gumuhit ang minimum na halaga.

Paano Ipinapahiwatig ng mga LED ang Katayuan ng Baterya

Kapag ang baterya ay ubos ng maximum na kasalukuyang ang RED LED ay ON.

Habang ang batery ay nasingil, at ang kasalukuyang nasa kabuuan ng Rx ay bumababa nang proporsyonal, ang RED LED ay papatayin, at ang GREEN LED ay ON.

Habang ang battrey ay nasingil pa, ang Green LED ay papatayin, at ang Dilaw ay bubuksan.

Susunod, kapag ang baterya ay malapit na sa ganap na singil na antas, ang Yellow LED ay papatayin, at ang puti ay bubuksan.

Sa wakas kapag ang baterya ay puno ng singil, ang puting LED ay papatayin din, ibig sabihin lahat ng mga LED ay ililipat OFF, na nagpapahiwatig ng isang zero kasalukuyang pagkonsumo ng baterya dahil sa isang ganap na sisingilin na katayuan.

Pagpapatakbo ng Circuit

Sumangguni sa ipinakitang circuit, maaari naming makita ang apat na mga opamp na naka-configure bilang mga kumpara kung saan ang bawat op amp ay mayroong sariling mga presetable kasalukuyang sensing input.

Ang isang mataas na watt risistor na Rx ay bumubuo ng kasalukuyang bahagi ng boltahe converter na kung saan nararamdaman ang natupok na kasalukuyang ng baterya o ang pagkarga at isinalin ito sa isang kaukulang antas ng boltahe at pinapakain ito sa mga input ng opamp.

Sa pagsisimula, ang baterya ay kumokonsumo ng pinakamataas na halaga ng kasalukuyang kung saan gumagawa ng isang kaukulang pinakamataas na dami ng pagbagsak ng boltahe sa resistor na Rx.

Ang mga preset ay itinakda sa isang paraan na kapag ang baterya ay kumukuha ng maximum na kasalukuyang (ganap na pinalabas na antas), ang di-inverting na pin3 ng lahat ng 4 op amp ay may mas mataas na potensyal kaysa sa refernce na halaga ng pin2.

Dahil ang mga output ng lahat ng mga amp amp ay mataas sa puntong ito, ang RED LED lamang na konektado sa mga ilaw ng A4 habang ang natitirang LED ay mananatiling nakasara.

Ngayon, habang nasisingil ang baterya, ang boltahe sa kabuuan ng Rx ay nagsisimulang bumaba.

Tulad ng sunud-sunod na pagsasaayos ng mga preset, ang boltahe ng A4 pin3 ay bumaba nang bahagya sa ibaba ng pin2, na nagiging sanhi ng mababang output ng A4 at humantong ang RED upang patayin.

Sa mababang output ng A4, ang mga output ng output ng A3 ay nasisindi.

Kapag ang singil ng batttery ay medyo, ang A3 op amps pin3 na potensyal na bumaba sa ibaba ng pin2 nito, na nagiging sanhi ng output ng A3 na bumaba, na pumapatay sa GREEN LED.

Na may mababang output na A3, ang mga A2 output LED light ay ilaw.

Kapag ang baterya ay nasingil ng kaunti pa, ang potensyal ng pin3 ng A3 ay bumaba sa ibaba ng pin2 nito, na sanhi ng output ng A2 na maging zero, pinapatay ang dilaw na LED.

Sa mababang output ng A2, ang puting LED ngayon ay ilaw.

Sa wakas kapag ang baterya ay halos ganap na nasingil, ang potensyal sa pin3 ng A1 ay napupunta sa ibaba ng pin2 nito, na nagiging sanhi ng output ng A1 na maging zero, at ang puting LED ay nakasara.

Sa lahat ng mga LEDs na nakasara, ipinapahiwatig na ang baterya ay ganap na sisingilin, at ang kasalukuyang sa buong Rx ay umabot sa zero.

Diagram ng Circuit

Listahan ng Mga Bahagi para sa ipinanukalang kasalukuyang circuit ng tagapagpahiwatig ng baterya

• R1 ---- R5 = 1k
• P1 ----- P4 = 1k preset
• A1 ----- A4 = LM324 IC
• Diode = 1N4007 o 1N4148
• Rx = Tulad ng ipinaliwanag sa ibaba

Pagtatakda ng Kasalukuyang Saklaw ng Sensing

Una, kailangan nating kalkulahin ang saklaw ng maximum at minimum na boltahe na binuo sa buong Rx bilang tugon sa saklaw ng kasalukuyang natupok ng baterya.

Ipagpalagay natin na ang baterya na sisingilin ay a 12 V 100 Ah baterya , at ang maximum na nilalayong kasalukuyang saklaw para dito ay 10 amps. At nais namin ang kasalukuyang ito na bumuo sa paligid ng 3 V sa buong Rx.

Gamit ang batas ni Ohm maaari nating kalkulahin ang halaga ng Rx sa sumusunod na pamamaraan:

Rx = 3/10 = 0.3 Ohms

Wattage = 3 x 10 = 30 watts.

Ngayon, ang 3 V ay ang maximum na saklaw na nasa kamay. Ngayon, dahil ang halaga ng refernce sa pin2 ng op amp ay nakatakda gamit ang isang 1N4148 diode, ang potensyal sa pin2 ay nasa paligid ng 0.6 V.

Kaya't ang pinakamaliit na saklaw ay maaaring 0.6 V. Samakatuwid ito ay nagbibigay sa amin ng minimum at maximum na saklaw sa pagitan ng 0.6 V at 3 V.

Kailangan nating itakda ang mga preset na tulad ng sa 3 V, ang lahat ng mga voltages ng pin3 ng A1 hanggang A4 ay mas mataas kaysa sa pin 2.

Susunod, maaari nating ipalagay ang mga op amp upang i-off sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

Sa 2.5 V sa kabuuan ng Rx A4 output ay bumababa, sa 2 V A3 output ay bumababa, sa 1.5 V A2 output ay bumababa, sa 0.5 V A1 output ay bumababa

Tandaan, bagaman sa 0.5 V sa buong Rx lahat ng mga LED ay nakasara, ngunit ang 0.5 V ay maaari pa ring tumutugma sa 1 amp kasalukuyang iginuhit ng baterya. Maaari naming isaalang-alang ito bilang antas ng singil ng float, at payagan ang baterya na manatiling konektado nang ilang oras, hanggang sa wakas na alisin namin ito.

Kung nais mo ang huling LED (puti) na manatiling naiilawan hanggang sa halos zero volt ay naabot sa buong Rx, sa kasong iyon maaari mong alisin ang sangguniang diode mula sa pin2 ng mga op amp, at palitan ito ng isang risistor na tulad ng risistor na ito kasama ang Lumilikha ang R5 ng boltahe na patak sa paligid ng 0.2 V sa pin2.

Titiyakin nito na ang puting LED sa A1 ay nakasara lamang kapag ang potensyal sa kabuuan ng Rx ay bumaba sa ibaba 0.2 V, na kung saan ay tumutugma sa isang halos ganap na sisingilin at naaalis na baterya.

Paano maitakda ang Mga Preset.

Para sa mga ito kakailanganin mo ang isang dummy potensyal na divider na binuo gamit ang isang 1K palayok na konektado sa mga terminal ng supply tulad ng ipinakita sa ibaba.

Sa una, idiskonekta ang P1 --- P4 preset na link mula sa Rx at ikonekta ito sa gitnang pin ng 1 K palayok, tulad ng ipinahiwatig sa itaas.

I-slide ang gitnang braso ng lahat ng mga op amp preset patungo sa 1K palayok.

Ngayon, ayusin ang 1K palayok upang ang 2.5V ay nabuo sa gitnang braso nito at ng braso sa lupa. Mahahanap mo lamang ang RED LED na NAKA-ON sa puntong ito. Susunod, ayusin ang A4 preset P4 upang ang RED LED ay magsara lamang. Ito ay agad na lilipat SA A3 Green LED.

Pagkatapos nito ayusin ang 1K palayok upang mabawasan ang gitnang pin na boltahe sa 2V. Tulad ng sa itaas, ayusin ang A3 preset na P3 upang ang Green ay patayin lamang. Lilipat ito SA dilaw na LED.

Susunod, ayusin ang 1K palayok upang makabuo ng 1.5V sa gitna nitong pin, at ayusin ang A2 preset na P2 upang ang Yellow LED ay patayin lamang. Lilipat ito sa puting LED.

Panghuli, ayusin ang 1K palayok upang mabawasan ang potensyal na pin ng center sa 0.5V. Ayusin ang A1 preset P1 na ang puting LED ay nakasara lamang.

Ang mga preset na pagsasaayos ay tapos na at tapos na!

Alisin ang 1K palayok at ikonekta muli ang preset na link ng output pabalik sa Rx tulad ng ipinakita sa unang diagram.

Maaari mong simulang singilin ang inirekumendang baterya at panoorin ang mga LED na tumutugon nang naaayon.

Pagdaragdag ng isang Auto Cut OFF

Kapag ang kasalukuyang binawasan hanggang halos zero, ang isang relay ay maaaring patayin para sa pagtiyak na ang isang auto cut sa kasalukuyang sensed baterya circuit circuit, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Paano ito gumagana

Kapag ang kapangyarihan ay nakabukas SA, ang 10uF capacitor ay nagdudulot ng isang pansamantalang saligan ng potensyal na pin2 ng mga op amp, na nagpapahintulot sa output ng lahat ng mga op amp na maging mataas.

Ang transistor ng driver ng relay na konektado sa mga switch ng output ng A1 SA relay, na kumokonekta sa baterya gamit ang supply ng singilin sa pamamagitan ng mga contact na N / O.

Nagsisimula nang gumuhit ang baterya ng tinukoy na halaga ng kasalukuyang nagdudulot ng kinakailangang potensyal na bumuo sa buong Rx, na nadama ng pin3 ng mga op amp sa pamamagitan ng kani-kanilang mga preset, P1 --- P4.

Pansamantala, ang 10uF ay sisingilin sa pamamagitan ng R5 na ibabalik ang halaga ng sanggunian sa pin2 ng op amps pabalik sa 0.6V (drop ng diode).

Tulad ng singilin ng baterya ang mga op amp output ay tumutugon nang naaayon tulad ng ipinaliwanag dati, hanggang sa ganap na masingil ang baterya, na magdulot ng mababang output ng A1.

Sa mababang output ng A1, isinasara ng transistor ang relay at ang baterya ay naalis sa pagkakakonekta.

Isa pang Kapaki-pakinabang na Kasalukuyang Sense na Batas sa Disenyo ng Batas

Ang pagtatrabaho ng disenyo na ito ay talagang simple. Ang boltahe sa inverting input ay naayos ng P1 preset sa isang antas na mas mababa lamang kaysa sa drop ng boltahe sa resistor bank R3 --- R13, na naaayon sa inirekumendang kasalukuyang singilin ng baterya.

Kapag ang kapangyarihan ay nakabukas SA, ang C2 ay sanhi ng isang mataas na lumitaw sa hindi pag-invert ng op amp na siya namang sanhi ng op amp output upang maging mataas at lumipat SA MOSFET.

Nagsasagawa ang MOSFET at pinapayagan ang baterya na maikonekta sa supply ng pagsingil, na pinapagana ang kasalukuyang singilin na dumaan sa resistor bank.

Pinapayagan ang isang boltahe na bumuo sa non-inverting input ng IC, mas mataas kaysa sa inverting pin nito, na kung saan ang latches ang output ng op amp sa isang permanenteng mataas.

Ang MOSFET ngayon ay patuloy na nagsasagawa at ang baterya ay sisingilin, hanggang sa kasalukuyang paggamit ng baterya ay bumababa nang malaki sa buong antas ng singil ng baterya. Ang boltahe sa bangko ng risistor ay bumaba ngayon, upang ang invertting pin ng op amp ngayon ay mas mataas kaysa sa hindi inverting na pin ng op amp.

Dahil dito, mababa ang output ng op amp, ang MOSFET ay naka-OFF, at ang pagsingil ng baterya ay sa wakas ay tumigil.