Pagdidisenyo ng isang Customized Battery Charger Circuit

Dinisenyo at nai-publish ko ang iba't ibang mga circuit ng charger ng baterya sa website na ito, subalit ang mga mambabasa ay madalas na nalilito habang pinipili ang tamang circuit ng charger ng baterya para sa kanilang mga indibidwal na application. At kailangan kong malinaw na ipaliwanag ang bawat isa sa mga mambabasa tungkol sa kung paano ipasadya ang ibinigay na circuit ng charger ng baterya para sa kanilang mga partikular na pangangailangan.

Ito ay nagiging medyo gumugugol ng oras, dahil ito ay ang parehong bagay na kailangan kong ipaliwanag sa bawat isa sa mga mambabasa paminsan-minsan.

Pinilit ako nitong mai-publish ang post na ito kung saan sinubukan kong ipaliwanag a karaniwang charger ng baterya disenyo at kung paano ito ipasadya sa maraming mga paraan upang umangkop sa mga indibidwal na kagustuhan sa mga tuntunin ng boltahe, kasalukuyang, awtomatikong pagputol o semi-awtomatikong operasyon.

Ang Pag-charge ng Baterya nang Tama ay Puro Puro

Ang tatlong pangunahing mga parameter na kinakailangan ng lahat ng mga baterya upang masingil nang mahusay at ligtas ay:

1. Patuloy na Boltahe.
2. Patuloy na Kasalukuyan.
3. Auto-cutoff.

Kaya karaniwang, ito ang tatlong pangunahing mga bagay na kailangang ilapat ng isa upang matagumpay na singilin ang isang baterya at tiyakin din na ang buhay ng baterya ay hindi apektado sa proseso.

Ang ilang mga pinahusay at opsyonal na kundisyon ay:

Thermal pamamahala.

at Pagsingil ng hakbang .

Ang itaas na dalawang pamantayan ay lalo na inirerekomenda para sa Mga baterya ng Li-ion , habang ang mga ito ay maaaring hindi napakahalaga para sa mga lead acid na baterya (kahit na walang 'pinsala sa pagpapatupad nito para sa pareho)

Alamin natin ang mga kundisyon sa itaas na matalino at tingnan kung paano maaaring ipasadya ng isang tao ang mga kinakailangan ayon sa mga sumusunod na tagubilin:

Kahalagahan ng Patuloy na Boltahe:

Inirerekumenda ang lahat ng mga baterya na sisingilin sa isang boltahe na maaaring humigit-kumulang na 17 hanggang 18% na mas mataas kaysa sa naka-print na boltahe ng baterya, at ang antas na ito ay hindi dapat dagdagan o magbagu-bago.

Samakatuwid para sa a 12V na baterya , ang halaga ay dumating sa paligid ng 14.2V na kung saan ay hindi dapat dagdagan ng marami.

Ang kinakailangang ito ay tinukoy bilang pare-pareho na kinakailangang boltahe.

Sa pagkakaroon ng isang bilang ng mga boltahe na regulator IC ngayon, ang paggawa ng isang pare-pareho na boltahe charger ay isang minuto.

Ang pinakatanyag sa mga ICs na ito ay ang LM317 (1.5 amps), LM338 (5amp), LM396 (10 amps). Ang lahat ng ito ay variable voltage regulator ICs, at payagan ang gumagamit na magtakda ng anumang nais na pare-pareho na boltahe saanman mula 1.25 hanggang 32V (hindi para sa LM396).

Maaari mong gamitin ang IC LM338 na angkop para sa karamihan ng mga baterya para makamit ang isang pare-pareho na boltahe.

Narito ang isang halimbawa ng circuit na maaaring magamit para sa singilin ang anumang baterya sa pagitan ng 1.25 at 32V na may pare-pareho na boltahe.

Patuloy na Boltahe na Baterya ng Charger Schematic

Ang pag-iiba ng 5k palayok ay nagbibigay-daan sa setting ng anumang ninanais na pare-pareho na boltahe sa buong C2 capacitor (Vout) na maaaring magamit para sa singilin ang isang nakakonektang baterya sa mga puntong ito.

Para sa nakapirming boltahe maaari mong palitan ang R2 ng isang nakapirming risistor, gamit ang formula na ito:

VO kaya= VREF(1 + R2 / R1) + (IADJ× R2)

Kung saan si VREFay = 1.25

Dahil akoADJnapakaliit maaari itong balewalain

Bagaman maaaring kailanganin ang isang pare-pareho na boltahe, sa mga lugar kung saan ang boltahe mula sa isang input na AC mains ay hindi masyadong nag-iiba (isang 5% pataas / pababa ay katanggap-tanggap) maaaring ganap na matanggal ang circuit sa itaas at kalimutan ang tungkol sa pare-pareho na boltahe na kadahilanan.

Ipinapahiwatig nito na maaari lamang naming gamitin ang isang tama na na-rate na transpormer para sa singilin ang isang baterya nang hindi isinasaalang-alang ang isang pare-pareho na kundisyon ng boltahe, sa kondisyon na ang input ng mains ay medyo maaasahan sa mga tuntunin ng mga pagbabago-bago nito.

Ngayon sa pag-usbong ng mga aparatong SMPS, ang isyu sa itaas ay ganap na hindi mahalaga dahil ang SMPS ay lahat ng pare-pareho na mga supply ng kuryente ng boltahe at lubos na maaasahan sa kanilang mga panukala, kaya kung magagamit ang isang SMPS, ang nasa itaas na LM338 circuit ay maaaring tiyak na matanggal.

Ngunit karaniwang isang SMPS ay may isang nakapirming boltahe, kaya sa kasong iyon ang pagpapasadya para sa isang partikular na baterya ay maaaring maging isang isyu at maaaring kailangan mong pumili para sa maraming nalalaman LM338 circuit tulad ng ipinaliwanag sa itaas .... o kung nais mo pa ring maiwasan ito , maaari kang simple baguhin ang SMPS circuit mismo para sa pagkuha ng nais na boltahe ng singilin.

Ipapaliwanag ng sumusunod na seksyon ang pagdidisenyo ng isang pasadyang kasalukuyang circuit ng kontrol para sa isang tukoy, napiling yunit ng charger ng baterya.

Pagdaragdag ng isang Patuloy na Kasalukuyan

Tulad din ng Parameter na 'pare-pareho na boltahe' , ang inirekumendang kasalukuyang singilin para sa isang partikular na baterya ay hindi dapat dagdagan o magbagu-bago ng marami.

Para sa mga baterya ng lead acid, ang rate ng pagsingil ay dapat humigit-kumulang na 1/10 o 2/10 ng naka-print na Ah (Ampere Hour) na halaga ng baterya. nangangahulugang kung ang baterya ay na-rate na sabihin na 100Ah, kung gayon ang kasalukuyang singil na (amp) rate ay inirerekumenda na nasa 100/10 = 10 Ampere minimum o (100 x 2) / 10 = 200/10 = 20 amp maximum, ang figure na ito ay dapat hindi nadagdagan mas mabuti upang mapanatili ang malusog na mga kondisyon para sa baterya.

Gayunpaman para sa Li-ion o Mga baterya ng Lipo ang criterion ay ganap na magkakaiba, para sa mga baterya na ito ang rate ng pagsingil ay maaaring maging kasing taas ng kanilang rate ng Ah, ibig sabihin kung ang spec ng AH ng isang bateryang Li-ion ay 2.2 Ah kung gayon posible na singilin ito sa parehong antas na nasa 2.2 ampere rate Dito hindi mo kailangang hatiin ang anuman o magpakasawa sa anumang uri ng mga kalkulasyon.

Para sa pagpapatupad ng a pare-pareho ang kasalukuyang tampok, muli ng isang LM338 ay nagiging kapaki-pakinabang at maaaring mai-configure para sa pagkamit ng parameter na may isang mataas na antas ng kawastuhan.

Ang mga ibinigay sa ibaba na mga circuit ay nagpapakita kung paano maaaring mai-configure ang IC para sa pagpapatupad ng isang kasalukuyang kinokontrol na charger ng baterya.

Siguraduhin na tingnan ang artikulong ito na nagbibigay ng isang mahusay, at lubos na napapasadyang circuit ng charger ng baterya.

Schematic para sa CC at CV Controlled Battery Charger

Tulad ng tinalakay sa nakaraang seksyon, kung sakaling ang iyong mga input input ay medyo pare-pareho, pagkatapos ay maaari mong balewalain ang kanang bahagi ng bahagi ng LM338, at gamitin lamang ang kaliwang bahagi ng kasalukuyang limiter circuit sa alinman sa isang transpormer o isang SMPS, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Sa disenyo sa itaas, ang boltahe ng transpormer ay maaaring ma-rate sa antas ng boltahe ng baterya, ngunit pagkatapos ng pagwawasto maaari itong magbunga ng kaunti sa itaas ng tinukoy na boltahe ng singilin ng baterya.

Ang isyu na ito ay maaaring napabayaan dahil ang naka-attach na kasalukuyang tampok na kontrol ay pipilitin ang boltahe na awtomatikong isubsob ang labis na boltahe sa ligtas na antas ng boltahe na nagcha-charge ng baterya.

Ang R1 ay maaaring ipasadya ayon sa mga pangangailangan, sa pamamagitan ng pagsunod sa mga inayos na tagubilin DITO

Ang mga diode ay dapat na naaangkop na na-rate depende sa kasalukuyang singilin, at mas mabuti na dapat na mas mataas kaysa sa tinukoy na kasalukuyang antas ng pagsingil.

Pagpapasadya ng kasalukuyang para sa pagsingil ng isang baterya

Sa mga circuit sa itaas ang na-refer na IC LM338 ay na-rate upang mahawakan ang pinakamaraming 5 amps, na ginagawang angkop lamang para sa mga baterya hanggang 50 AH, subalit maaari kang magkaroon ng mas mataas na na-rate na mga baterya sa pagkakasunud-sunod ng 100 AH, 200 AH o kahit 500 AH .

Maaaring mangailangan ito ng pagsingil sa kani-kanilang mas mataas na kasalukuyang mga rate kung saan ang isang solong LM338 ay maaaring hindi sapat.

Upang malunasan ang isang ito ay maaaring mag-upgrade o mapahusay ang IC na may higit pang mga IC na kahanay tulad ng ipinakita sa sumusunod na halimbawa ng artikulo:

25 amp charger circuit

Sa halimbawa sa itaas, ang pagsasaayos ay mukhang medyo kumplikado dahil sa pagsasama ng isang opamp, subalit ang isang maliit na tinkering ay nagpapakita na ang tunay na ang mga IC ay maaaring direktang maidagdag kahanay para sa pagpaparami ng kasalukuyang output, sa kondisyon na ang lahat ng mga IC ay naka-mount sa isang karaniwang heatsink , tingnan ang diagram sa ibaba:

Anumang bilang ng mga IC ay maaaring idagdag sa ipinapakitang format para sa pagkamit ng anumang ninanais na kasalukuyang limitasyon, subalit ang dalawang bagay ay dapat tiyakin upang makakuha ng isang pinakamainam na tugon mula sa disenyo:

Ang lahat ng mga IC ay dapat na naka-mount sa isang pangkaraniwang heatsink, at ang lahat ng kasalukuyang resisting resistors (R1) ay dapat na maayos na may tumpak na tumutugma na halaga, ang parehong mga parameter ay kinakailangan upang paganahin ang isang pare-parehong pagbabahagi ng init sa mga IC at samakatuwid ay pantay na kasalukuyang pamamahagi sa buong output para sa nakakonektang baterya.

Sa ngayon natutunan namin ang tungkol sa kung paano ipasadya ang pare-pareho na boltahe at pare-pareho ang kasalukuyang para sa isang tukoy na application ng charger ng baterya.

Gayunpaman nang walang isang auto cut-off ang isang circuit ng charger ng baterya ay maaaring hindi kumpleto at medyo hindi ligtas.

Sa ngayon sa pagsingil ng aming baterya mga tutorial natutunan namin kung paano ipasadya ang pare-pareho na parameter ng boltahe habang nagtatayo ng isang charger ng baterya, sa mga sumusunod na seksyon susubukan naming maunawaan kung paano ipatupad ang isang buong singil na auto cut off para masiguro ang isang ligtas na singilin para sa nakakonektang baterya.

Pagdaragdag ng isang Auto-Cut 0ff sa Charger ng Baterya

Sa seksyong ito matutuklasan namin kung paano maaaring idagdag ang isang auto cut-off sa isang baterya charger na kung saan ay isa sa mga pinakamahalagang aspeto sa naturang mga circuit.

Ang isang simpleng yugto ng pag-cut ng auto ay maaaring maisama at ipasadya sa isang napiling circuit ng charger ng baterya sa pamamagitan ng pagsasama ng isang opamp na kumpara.

Ang isang opamp ay maaaring nakaposisyon upang makita ang tumataas na boltahe ng baterya habang sinisingil ito at pinuputol ang boltahe ng pagsingil sa lalong madaling maabot ng boltahe ang buong antas ng singil ng baterya.

Maaaring nakita mo na ang pagpapatupad na ito sa karamihan ng mga awtomatikong circuit ng charger ng baterya sa ngayon na-publish sa blog na ito.

Ang konsepto ay maaaring lubos na maunawaan sa tulong ng sumusunod na paliwanag at ang ipinakitang circuit GIF simulation:

TANDAAN: Mangyaring gamitin ang contact na relay na N / O para sa pag-input ng singilin, sa halip na ang ipinakitang N / C. Titiyakin nito na ang relay ay hindi makikipag-usap sa kawalan ng baterya. Upang gumana ito, siguraduhin ding ipagpalit ang mga input pin (2 at 3) sa bawat isa .

Sa epekto ng simulation sa itaas makikita natin na ang isang opamp ay na-configure bilang isang sensor ng boltahe ng baterya para sa pagtuklas ng over threshold ng singil, at pag-cut ng supply sa baterya sa lalong madaling nakita ito.

Ang preset sa pin (+) ng IC ay nababagay tulad ng sa buong boltahe ng baterya (14.2V dito), ang pin # 3 ay nakakakuha ng isang shade na mas mataas na potensyal kaysa sa pin (-) ng IC na naayos na may isang sanggunian boltahe ng 4.7V na may isang zener diode.

Ang dating ipinaliwanag na 'pare-pareho na boltahe' at 'patuloy na kasalukuyang' supply ay konektado sa circuit, at ang baterya sa pamamagitan ng contact na N / C ng relay.

Sa pauna ang supply boltahe at ang baterya ay kapwa pinatay mula sa circuit.

Una, pinapayagan ang nakakawalang baterya na konektado sa circuit, sa sandaling tapos na ito, nakita ng opamp ang isang potensyal na mas mababa (10.5V na ipinapalagay dito) kaysa sa buong antas ng singil, at dahil dito ang RED LED ay dumating , na nagpapahiwatig na ang baterya ay nasa ibaba ng buong antas ng singil.

Susunod, ang 14.2V input na pagsingil ng supply ay nakabukas SA.

Sa sandaling tapos na ito, ang input ay agad na lumulubog sa boltahe ng baterya, at nakakamit ang antas na 10.5V.

Pinasimulan na ang pamamaraang pagsingil at nagsisimula nang singilin ang baterya.

Tulad ng pagtaas ng boltahe ng terminal ng baterya sa kurso ng pag-charge, ang pin (+) boltahe ay tumutugma din na tumataas.

At sa sandaling maabot ng boltahe ng baterya ang buong antas ng pag-input na ang antas na 14.3V, ang pin (+) ay proporsyonal ding nakakakuha ng isang 4.8V na mas mataas lamang kaysa sa boltahe ng pin (-).

Agad nitong pinipilit ang opamp output na maging mataas.

Ang RED LED ngayon ay naka-OFF, at ang berde na LED ay nag-iilaw, na nagpapahiwatig ng pagkilos ng pagbabago at gayundin na ang baterya ay ganap na nasingil.

Gayunpaman kung ano ang maaaring mangyari pagkatapos nito ay hindi ipinakita sa kunwa sa itaas. Malalaman natin ito sa pamamagitan ng sumusunod na paliwanag:

Sa lalong madaling paglalakbay ng relay ang boltahe ng terminal ng baterya ay mabilis na bumababa at ibalik sa ilang mas mababang antas dahil ang isang 12V na baterya ay hindi mananatili sa isang 14V na antas na tuloy-tuloy at susubukan na makamit ang isang markang 12.8V na tinatayang.

Ngayon, dahil sa kundisyong ito, ang boltahe ng pin (+) ay muling makakaranas ng isang drop sa ibaba ng antas ng sanggunian na itinakda ng pin (-), na muling uudyok sa relay upang i-OFF, at ang proseso ng pagsingil ay muling sisimulan.

Ang ON / OFF na pag-toggle ng relay ay magpapatuloy sa pagbibisikleta na gumawa ng isang hindi kanais-nais na 'pag-click' na tunog mula sa relay.

Upang maiwasan ito, kinakailangan na magdagdag ng isang hysteresis sa circuit.

Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagpapakilala ng isang mataas na halagang risistor sa kabuuan ng output at ang (+) pin ng IC tulad ng ipinakita sa ibaba:

Pagdaragdag ng Hysteresis

Ang pagdaragdag ng nabanggit sa itaas hysteresis pinipigilan ng risistor ang relay na oscillating ON / OFF sa mga antas ng threshold at i-lat ang relay hanggang sa isang tiyak na tagal ng oras (hanggang sa bumaba ang boltahe ng baterya sa ibaba ng napapanatiling limitasyon ng halagang resistor na ito).

Ang mga mas mataas na halaga ng resistor ay nagbibigay ng mas mababang mga panahon ng pagdidikit habang ang mas mababang resistor ay nagbibigay ng mas mataas na hysteresis o mas mataas na tagal ng panahon

Sa gayon mula sa napag-usapan sa itaas maaari nating maunawaan kung paano ang isang tama na naka-configure na awtomatikong pag-cut ng circuit ng baterya ay maaaring idisenyo at ipasadya ng anumang libangan para sa kanyang ginustong mga pagtutukoy ng pagsingil ng baterya.

Hinahayaan ngayon makita kung paano ang hitsura ng buong disenyo ng charger ng baterya kasama ang patuloy na pag-set up ng boltahe / kasalukuyang kasama ang cut-off na pagsasaayos sa itaas:

Kaya narito ang nakumpletong na-customize na circuit ng charger ng baterya na maaaring magamit para sa singilin ang anumang nais na baterya pagkatapos i-set up ito tulad ng ipinaliwanag sa aming buong tutorial:

• Ang opamp ay maaaring isang IC 741
• Ang preset = 10k preset
• ang parehong mga zener diode ay maaaring = 4.7V, 1/2 watt
• zener risistor = 10k
• Ang LED at transistor resistors ay maaaring maging = 10k
• Transistor = BC547
• relay diode = 1N4007
• relay = piliin ang tumutugma sa boltahe ng baterya.

Paano Mag-charge ng Baterya nang walang alinman sa Mga Pasilidad sa Itaas

Kung nagtataka ka kung posible na singilin ang isang baterya nang hindi maiuugnay ang alinman sa nabanggit sa itaas na mga kumplikadong circuit at bahagi? Ang sagot ay oo, maaari mong singilin ang anumang baterya nang ligtas at mahusay kahit na wala kang alinman sa nabanggit na mga circuit at bahagi.

Bago magpatuloy magiging mahalaga na malaman ang ilang mahahalagang bagay na hinihiling ng baterya upang ligtas na singilin at ang mga bagay na gumagawa ng 'auto cut off' 'pare-pareho ang boltahe' at 'pare-pareho ang kasalukuyang' mga parameter na napakahalaga.

Ang mga tampok na ito ay naging mahalaga kapag nais mo ang iyong baterya na sisingilin ng matinding kahusayan at mabilis. Sa ganitong mga kaso baka gusto mo ang iyong charger ay nilagyan ng maraming mga advanced na tampok tulad ng iminungkahi sa itaas.

Gayunpaman kung handa kang tanggapin ang buong antas ng singil ng iyong baterya na bahagyang mas mababa kaysa sa pinakamainam, at kung nais mong magbigay ng ilang oras pa para matapos ang singilin, tiyak na hindi mo kakailanganin ang anuman sa mga inirekumendang tampok tulad ng pare-pareho kasalukuyang, pare-pareho ang boltahe o auto cut off, maaari mong kalimutan ang lahat ng mga ito.

Karaniwan ang isang baterya ay hindi dapat sisingilin ng mga supply na mayroong mas mataas na rating kaysa sa naka-print na rating ng baterya, ito ay kasing simple nito.

Ibig sabihin ipalagay ang iyong baterya ay na-rate sa 12V / 7Ah, perpekto na hindi ka dapat lumampas sa buong rate ng singil sa itaas 14.4V, at kasalukuyang higit sa 7/10 = 0.7 amps. Kung ang dalawang mga rate na ito ay pinananatili nang tama, makakasiguro ka na ang iyong baterya ay nasa ligtas na mga kamay, at hindi kailanman mapahamak anuman ang anumang mga pangyayari.

Samakatuwid upang matiyak ang nabanggit na pamantayan at upang singilin ang baterya nang hindi kasangkot ang mga kumplikadong circuit, siguraduhin lamang na ang input supply na iyong ginagamit ay na-rate nang naaayon.

Halimbawa kung singilin mo ang isang 12V / 7Ah na baterya, pumili ng isang transpormer na gumagawa ng paligid ng 14V pagkatapos ng pagwawasto at pagsasala, at ang kasalukuyang nito ay na-rate sa paligid ng 0.7 ampere. Ang parehong patakaran ay maaaring mailapat para sa iba pang mga baterya din, proporsyonal.

Ang pangunahing ideya dito ay upang mapanatili ang mga parameter ng pagsingil na bahagyang mas mababa kaysa sa maximum na pinahihintulutang rating. Halimbawa ang isang 12V na baterya ay maaaring inirerekumenda na sisingilin hanggang sa 20% na mas mataas kaysa sa naka-print na halaga, iyon ay 12 x 20% = 2.4V mas mataas kaysa sa 12V = 12 + 2.4 = 14.4V.

Samakatuwid tinitiyak naming panatilihin itong bahagyang mas mababa sa 14V, na maaaring hindi singilin ang baterya sa pinakamainam na punto nito, ngunit magiging mabuti para sa anumang bagay, sa katunayan ang pagpapanatili ng halagang bahagyang mas mababa ay magpapahusay sa buhay ng baterya na nagbibigay-daan sa maraming iba pang mga cycle ng pag-charge / paglabas sa katagalan.

Katulad nito, ang pagpapanatili ng kasalukuyang pagsingil sa 1/10 ng nakalimbag na halaga ng Ah ay tinitiyak na ang baterya ay sisingilin ng minimum na stress at pagdumi, na nagbibigay ng mas mahabang buhay sa baterya.

Ang Pangwakas na Pag-set up

Ang isang simpleng pag-set up na ipinakita sa itaas ay maaaring magamit sa pangkalahatan para sa pagsingil ng anumang baterya nang ligtas at lubos na may pag-optimize, sa kondisyon na pahintulutan mo ang sapat na oras ng pagsingil o hanggang makita mo ang karayom ​​ng ammeter na bumababa sa halos zero.

Ang capacitor na 1000uf filter ay talagang hindi kinakailangan, tulad ng ipinakita sa itaas, at ang pag-aalis nito ay talagang mapapahusay ang buhay ng baterya.

Mayroon pang mga pagdududa? Huwag mag-atubiling ipahayag ang mga ito sa pamamagitan ng iyong mga komento.

Pinagmulan: singilin ang baterya