Схема на зарядно устройство за усилвател с усилвател с автоматично изключване

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Постът обсъжда две автоматични схеми за зарядно устройство за батерия на IC 741 и LM358, които са не само точни със своите характеристики, но също така позволяват безпроблемно и бързо настройване на границите на прага на високо / ниско изключване.

Идеята е поискана от г-н Mamdouh.



Цели и изисквания на веригата

  1. Веднага щом свържа външното захранване автоматично, той ще изключи батерията и ще захранва системата, като междувременно зарежда батерията.
  2. Защита от презареждане (която е включена в горния дизайн).
  3. Индикации за изтощена батерия и пълно зареждане (които са включени в горния дизайн).
  4. Също така не знам каква е формулата, която да помогне как да се определи напрежението, необходимо на моята батерия, за да я зареждам (батерията ще бъде извлечена от стари лаптопи. Общо ще бъде 22V с 6 apms без товар)
  5. Освен това не знам формулата, за да посоча колко дълго ще издържи батерията ми и как да изчисля времето, ако искам батерията да ми издържи два часа.
  6. Също така, вентилаторът на процесора също се доставя от системата. Би било чудесно и да добавите опция за димер, първоначалният ми план беше да варира между 26-30 v и не се нуждаеше от много повече от това.

Електрическа схема

оп усилвател реле батерия прекъсна верига

Забележка: Моля, заменете 10K последователно с 1N4148, с 1K



Дизайнът

Във всичките ми предишни схеми на контролера на зарядното устройство за батерии използвах единичен усилвател за изпълнение на автоматичното изключване с пълен заряд и използвах хистерезисен резистор за включване на превключвателя за ниско ниво на зареждане за свързаната батерия.

въпреки това изчисляване на този хистерезисен резистор правилно за постигане на точното възстановяване на ниско ниво става леко трудно и изисква известни усилия за проби и грешки, които могат да отнемат много време.

В предложената по-горе схема на контролер за зарядно устройство с ниска и висока батерия на opamp са включени два сравнителни оператора на opamp вместо един, който опростява настройките и освобождава потребителя от дългите процедури.

Позовавайки се на фигурата, можем да видим два opamps, конфигурирани като компаратори за определяне на напрежението на батерията и за необходимите прекъсващи операции.

Ако приемем, че батерията е 12V батерия, 10K предварителната настройка на по-ниския A2 opamp е настроена така, че изходният му щифт # 7 да стане висока логика, когато напрежението на батерията просто премине маркировката 11V (долен праг на разреждане), докато предварителната настройка на горния A1 opamp е настроена така че изходът му се повишава, когато напрежението на батерията докосне по-високия праг на изключване, да речем при 14.3V.

Следователно при 11V изходът А1 получава положително, но поради наличието на диод 1N4148 този положителен остава неефективен и блокиран да се придвижва по-нататък към основата на транзистора.

Батерията продължава да се зарежда, докато достигне 14.3V, когато горният усилвател активира релето и спира зареждането на батерията.

Ситуацията се задържа незабавно поради включването на резисторите за обратна връзка през щифт №1 и щифт №3 на А1. Релето се заключва в това положение с напълно изключено захранване за батерията.

Сега батерията започва бавно да се разрежда чрез свързания товар, докато достигне най-ниското си ниво на праг на разреждане при 11V, когато изходът А2 е принуден да стане отрицателен или нулев. Сега диодът на своя изход става пристрастен напред и бързо счупва ключалката, като заземява сигнала за обратна връзка на заключването между посочените щифтове на А1.

С това действие релето незабавно се деактивира и възстановява в първоначалното си положение N / C и токът на зареждане отново започва да тече към батерията.

Тази верига за зарядно устройство с ниско ниво на батерията на OPAMP може да се използва като DC UPS верига също за осигуряване на непрекъснато захранване на товара, независимо от наличието или отсъствието на мрежата, и за получаване на непрекъснато захранване при неговото използване.

Входното захранващо захранване може да бъде получено от регулирано захранване, като LM338 верига с постоянен ток с постоянно напрежение отвън.

Как да зададете предварителните настройки

  • Първоначално оставете обратната връзка 1k / 1N4148 изключена от усилвателя A1.
  • Преместете плъзгача на предварително зададената форма А1 на нивото на земята и преместете плъзгача на предварително зададената форма А2 на положителното ниво.
  • Чрез променливо захранване приложете 14,2 V, което е пълното ниво на зареждане за 12 V батерия в точките на 'Батерията'.
  • Ще откриете, че релето се активира.
  • Сега бавно преместете предварително зададената А1 към положителната страна, докато релето просто не се деактивира.
  • Това определя отрязването на пълното зареждане.
  • Сега свържете обратно 1k / 1N4148, така че А1 да фиксира релето в това положение.
  • Сега бавно регулирайте променливото захранване към долната граница на разреждане на батерията, ще откриете, че релето продължава да е изключено поради гореспоменатия отговор на обратната връзка.
  • Настройте захранването до долното ниво на прага на разреждане на батерията.
  • След това започнете да премествате предварително зададената форма А2 към страната на земята, докато това превърне изхода А2 на нула, което прекъсва резето А1, и включва релето обратно в режим на зареждане.
  • Това е всичко, веригата е напълно настроена сега, запечатайте предварителните настройки в това положение.

Отговорите за други допълнителни въпроси в заявката са посочени в:

Формулата за изчисляване на ограничението на пълното зареждане е:

Номинално напрежение на батерията + 20%, например 20% от 12V е 2,4, така че 12 + 2,4 = 14,4V е напрежението на пълно прекъсване на зареждането за 12V батерия

За да знаете времето за архивиране на батерията, може да се използва следната формула, която ви дава приблизителното време за архивиране на батерията.

Архивиране = 0,7 (Ah / Натоварващ ток)

Друг алтернативен дизайн за създаване на автоматична верига за зарядно устройство за прекъсване на зареждането на батерията с помощта на два операционни усилвателя може да се види по-долу:

Как работи

Ако приемем, че няма свързана батерия, контактът на релето е в положение N / C. Следователно, когато захранването е включено, веригата на операционния усилвател не може да се захранва и остава неактивна.

Сега, да предположим, че разредената батерия е свързана през посочената точка, веригата на операционния усилвател се захранва през батерията. Тъй като батерията е на разредено ниво, тя създава нисък потенциал при (-) вход на горния операционен усилвател, който може да е по-малък от (+) щифта.

Поради това горният изход на усилвателя се повишава. Транзисторът и релето се активират и контактите на релето се преместват от N / C към N / O. Това сега свързва батерията с входното захранване и тя започва да се зарежда.

След като батерията е напълно заредена, потенциалът на (-) щифт на горния операционен усилвател става по-висок от неговия (+) вход, което кара изходния щифт на горния операционен усилвател да се понижи. Това незабавно изключва транзистора и релето.

Сега батерията е изключена от захранването.

Диодът 1N4148 през (+) и изхода на горния операционен усилвател се застопорява, така че дори ако батерията започне да пада, това няма ефект върху състоянието на релето.

Да предположим обаче, че батерията не е извадена от клемите на зарядното устройство и към нея е свързан товар, така че да започне да се разрежда.

Когато батерията се разреди под желаното по-ниско ниво, потенциалът при щифт (-) на долния операционен усилвател отива по-ниско от неговия (+) входен щифт. Това незабавно кара изхода на долния операционен усилвател да се повиши, което удря pin3 на горния операционен усилвател. Моментално счупва ключалката и включва транзистора и релето, за да започне отново процеса на зареждане.

Дизайн на печатни платки

opamp високо зарядно устройство с ниско ниво на батерията дизайн на печатни платки

Добавяне на текущ контролен етап

Горните два дизайна могат да бъдат надстроени с текущ контрол чрез добавяне на базиран на MOSFET модул за текущ контрол, както е показано по-долу:

R2 = 0,6 / ток на зареждане

Добавяне на протектор за обратна полярност

Защита от обратна полярност може да бъде включена в горните конструкции чрез добавяне на диод последователно с положителния извод на батерията. Катодът ще премине положителната клема на батерията и анода към положителната линия на операционния усилвател.

Моля, уверете се, че свързвате 100 Ohm резистор през този диод, в противен случай веригата няма да започне процеса на зареждане.

Премахване на релето

В първия дизайн на зарядно устройство за батерии, базиран на opamp, може да е възможно да се елиминира релето и да се зареди процесът на зареждане чрез полупроводникови транзистори, както е показано на следната диаграма:

оп усилвател транзистор полупроводникова батерия отсечена

Как работи веригата

  • Да приемем, че предварително зададената настройка A2 е настроена на праг от 10 V, а предварителната настройка на A1 е настроена на праг от 14 V.
  • Да предположим, че свързваме батерия, която се разрежда на междинен етап от 11 V.
  • При това напрежение pin2 на A1 ще бъде под неговия референтен потенциал pin3, според настройката на предварително зададената pin5.
  • Това ще доведе до висок изходен щифт1 на А1, включвайки транзистора BC547 и TIP32.
  • Сега батерията ще започне да се зарежда чрез TIP32, докато напрежението на терминала достигне 14 V.
  • При 14 V, според настройката на горната предварителна настройка, пин2 на А1 ще отиде по-високо от своя пин3, което ще доведе до намаляване на изхода.
  • Това незабавно ще изключи транзисторите и ще спре процеса на зареждане.
  • Горното действие също ще заключи усилвателя A1 през 1k / 1N4148, така че дори ако напрежението на батерията спадне до нивото на SoC от 13 V, A1 ще продължи да държи изхода pin1 нисък.
  • След това, когато батерията започне да се разрежда чрез изходен товар, напрежението на клемата започва да спада, докато спадне до 9,9 V.
  • На това ниво, според настройката на долната предварителна настройка, пин5 на А2 ще падне под неговия пин6, което ще доведе до ниския му изходен пин7.
  • Това ниско на pin7 на A2 ще изтегли pin2 на A1 до почти 0 V, така че сега pin3 на A1 става по-висок от своя pin2.
  • Това незабавно ще прекъсне резето А1 и изходът на А1 отново ще се превърне високо, което ще позволи на транзистора да се включи и да започне процеса на зареждане.
  • Когато батерията достигне 14 V, процесът ще повтори цикъла отново



Предишна: Прост детектор на пик за откриване и задържане на нива на пиково напрежение Следваща: ШИМ-контролирана верига за стабилизатор на напрежение