Litar Pengecas Bateri menggunakan Resistor Tetap

Litar pengecas bateri automatik universal ini sangat serbaguna dengan fungsinya dan dapat disesuaikan untuk semua jenis pengecasan bateri dan bahkan untuk aplikasi pengawal cas solar.

Ciri Utama Pengecas Bateri Universal

Litar pengecas bateri universal mesti mempunyai ciri-ciri utama berikut di dalamnya:

1) Potongan cas penuh bateri automatik , dan automatik bateri lemah inisialisasi pengecasan, dengan amaran penunjuk LED yang sesuai.

2) Boleh disesuaikan dengan semua jenis pengecasan bateri

3) Dapat disesuaikan dengan sebarang voltan dan bateri berkadar AH.

4) Output terkawal semasa

5) Langkah mengecas Langkah 3 atau 4 (pilihan)

Daripada 5 ciri di atas, 3 yang pertama sangat penting dan menjadi ciri wajib bagi mana-mana litar pengecas bateri sejagat.

Namun seiring dengan ciri-ciri ini, pengecas bateri automatik juga mesti sangat padat, murah, dan mudah dikendalikan, jika tidak, reka bentuknya mungkin tidak berguna untuk orang yang kurang pengetahuan teknikal, menjadikan tag 'universal' dibatalkan.

Saya telah membincangkan banyak rangkaian pengecas bateri yang pelbagai di laman web ini, yang merangkumi sebahagian besar ciri penting yang pada dasarnya diperlukan untuk mengecas bateri secara optimum dan selamat.

Sebilangan besar rangkaian pengecas bateri ini menggunakan opamp tunggal untuk kesederhanaan, dan menggunakan pilihan histeresis untuk melaksanakan proses pemulihan pengecasan bateri rendah automatik.

Walau bagaimanapun dengan pengecas bateri automatik menggunakan histeresis dalam opamp menyesuaikan tetapan maklum balas atau perintang berubah menjadi prosedur penting dan urusan yang agak rumit terutama bagi pendatang baru .. kerana ia memerlukan beberapa proses percubaan dan ralat tanpa henti sehingga pengaturan yang betul diselesaikan.

Selain itu, mengatur pemotongan lebihan juga menjadi proses yang membosankan bagi setiap pendatang baru yang mungkin berusaha mencapai hasil dengan cepat dengan rangkaian pengecas baterinya.

Menggunakan Perintang Tetap dan bukannya Pot atau Pratetap

Artikel ini secara khusus memberi tumpuan kepada isu di atas dan menggantikan periuk dan pratetap dengan perintang tetap untuk menghilangkan penyesuaian yang memakan masa dan untuk memastikan reka bentuk yang mudah untuk pengguna akhir atau pembina.

Saya telah membincangkan satu artikel sebelumnya yang menjelaskan histeresis secara terperinci di opamps, kami akan menggunakan konsep dan formula yang sama untuk merancang litar pengecas bateri universal yang dicadangkan yang diharapkan dapat menyelesaikan semua kekeliruan yang berkaitan dengan pembinaan litar pengecas bateri yang disesuaikan untuk sebarang bateri unik.

Sebelum kita maju dengan penjelasan litar contoh, penting untuk difahami mengapa histeresis diperlukan untuk litar pengecas bateri kami?

Ini kerana kami berminat untuk menggunakan opamp tunggal dan menggunakannya untuk mengesan ambang pelepasan bateri yang lebih rendah dan juga ambang pengecasan penuh atas.

Kepentingan Menambah Histeris

Biasanya, tanpa histeresis, opamp tidak dapat ditetapkan untuk memicu pada dua ambang yang berbeza yang mungkin agak lebar, oleh itu kami menggunakan histeresis untuk mendapatkan kemudahan menggunakan satu opamp dengan ciri pengesanan ganda.

Kembali ke topik utama kami mengenai merancang litar pengecas bateri sejagat dengan histeresis, mari kita pelajari bagaimana kita dapat mengira perintang tetap, sehingga prosedur penyiapan Hi / Lo yang rumit menggunakan perintang berubah-ubah atau pratetap dapat dihapuskan.

Untuk memahami operasi asas histeresis dan formula yang berkaitan, pertama-tama kita perlu merujuk kepada gambaran berikut:

Dalam contoh ilustrasi di atas, kita dapat melihat dengan jelas bagaimana perintang histeresis Rh dikira berkenaan dengan dua perintang rujukan yang lain Rx dan Ry.

Sekarang mari kita cuba menerapkan konsep di atas ke dalam rangkaian pengecas bateri sebenar dan melihat bagaimana parameter yang berkaitan dapat dikira untuk mendapatkan hasil akhir yang dioptimumkan. Kami mengambil contoh berikut dari a Litar pengecas bateri 6V

Dalam rajah pengecas keadaan pepejal ini, sebaik sahaja voltan pin # 2 menjadi voltan rujukan pin # 3 yang lebih tinggi, pin output # 6 menjadi rendah, mematikan TIP122 dan pengecasan bateri. Sebaliknya selagi pin # 2 berpotensi berada di bawah pin # 3, output opamp memastikan TIP122 dihidupkan dan bateri terus diisi.

Melaksanakan Formula dalam Contoh Praktikal

Dari formula yang dinyatakan di bahagian sebelumnya, kita dapat melihat beberapa parameter penting yang perlu dipertimbangkan semasa melaksanakannya dalam rangkaian praktikal, seperti yang diberikan di bawah:

1) Voltan rujukan yang dikenakan pada Rx dan voltan bekalan opamp Vcc mestilah sama dan tetap.

2) Ambang had pengecasan penuh bateri atas yang dipilih dan voltan ambang suis pelepasan bateri yang lebih rendah mesti lebih rendah daripada voltan Vcc dan rujukan.

Ini kelihatan agak rumit kerana voltan bekalan Vcc umumnya dihubungkan dengan bateri dan oleh itu ia tidak boleh berterusan, dan juga tidak boleh lebih rendah daripada yang disebutkan.

Bagaimanapun, untuk mengatasi masalah ini, kami memastikan bahawa Vcc dijepit dengan tingkat rujukan, dan voltan bateri yang perlu dirasakan turun ke nilai 50% lebih rendah menggunakan rangkaian pembahagi berpotensi sehingga menjadi lebih kecil daripada Vcc, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas.

Perintang Ra dan Rb menurunkan voltan bateri ke nilai 50% lebih rendah, sementara zener 4.7V menetapkan voltan rujukan tetap untuk Rx / Ry dan pin Vcc # 4 opamp. Sekarang semuanya sudah siap untuk pengiraan.

Oleh itu mari kita menerapkan histeresis formula ke pengecas 6V ini dan lihat bagaimana ia berfungsi untuk litar contoh ini:

Di litar 6V yang disebut di atas, kami mempunyai data berikut:

Bateri yang akan dicas ialah 6V

Titik pemotongan atas adalah 7V

Titik pemulihan yang lebih rendah ialah 5.5V.

Vcc, dan voltan rujukan diatur ke 4.7V (menggunakan 4.7V zener)

Kami memilih Ra, Rb sebagai perintang 100k untuk mengurangkan potensi bateri 6V kepada nilai 50% lebih rendah, oleh itu titik pemotongan atas 7V kini menjadi 3.5V (VH), dan 5.5V yang lebih rendah menjadi 2.75V (VL)

Sekarang, kita perlu mengetahui nilai-nilai perintang histeresis Rh berkenaan dengan Rx dan Ry .

Seperti 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

Dari 1) kita mempunyai Rh / Rx = 3.66

Rh = 3.66Rx

Mari ambil Rx = 100K ,

Nilai lain seperti 10K, 4k7 atau apa sahaja boleh dilakukan, tetapi 100K menjadi nilai standard dan cukup tinggi untuk mengurangkan penggunaan menjadi lebih sesuai.

∴ Rh = 3.66 x 100 = 366K

Menggantikan nilai Rx dalam 2), kita dapat

Ry / Rx = 2.29

Ry = 2.29Rx = 2.29 x 100 = 229K

∴ Ry = 229K

Hasil di atas juga dapat dicapai dengan menggunakan perisian kalkulator histeresis, hanya dengan mengklik beberapa butang

Itu sahaja, dengan pengiraan di atas, kami telah berjaya menentukan nilai tetap yang tepat dari pelbagai perintang yang akan memastikan bahawa bateri 6V yang disambungkan secara automatik terputus pada 7V, dan memulakan semula pengisian apabila voltannya turun di bawah 5.5V.

Untuk Bateri Voltan Lebih Tinggi

Untuk voltan yang lebih tinggi seperti untuk mencapai litar bateri sejagat 12V, 24V, 48V, reka bentuk yang dibincangkan di atas boleh diubah suai seperti yang diberikan di bawah, dengan menghilangkan tahap LM317.

Prosedur pengiraan akan sama persis seperti yang dinyatakan dalam perenggan sebelumnya.

Untuk pengecasan bateri arus tinggi, TIP122 dan dioda 1N5408 mungkin perlu ditingkatkan dengan peranti arus lebih tinggi, dan menukar zener 4.7V menjadi nilai yang mungkin lebih tinggi daripada 50% voltan bateri.

LED hijau menunjukkan status pengisian bateri sementara LED merah membolehkan kita mengetahui kapan bateri diisi penuh.

Ini menyimpulkan artikel itu, yang menerangkan dengan jelas bagaimana membuat litar pengecas bateri yang mudah tetapi boleh digunakan secara universal menggunakan perintang tetap untuk memastikan ketepatan yang melampau dan pemotongan yang sangat mudah melepasi titik ambang yang ditetapkan, yang seterusnya memastikan pengisian yang sempurna dan selamat untuk bateri yang disambungkan.