Litar Pengecas Bateri Op amp dengan Pemotongan Auto

Posting ini membincangkan rangkaian pengecas bateri automatik berasaskan dua opamp IC 741 dan LM358 yang bukan sahaja tepat dengan ciri-cirinya tetapi juga membolehkan penyiapan bebas dan cepat tanpa had had had tinggi / rendah.

Idea itu diminta oleh Encik Mamdouh.

Objektif dan Keperluan Litar

1. Sebaik sahaja saya menyambungkan kuasa luaran secara automatik, ia akan memutuskan bateri dan membekalkan sistem, sementara itu mengecas bateri.
2. Perlindungan berlebihan (yang termasuk dalam reka bentuk di atas).
3. Petunjuk pengisian bateri rendah dan penuh (yang termasuk dalam reka bentuk di atas).
4. Saya juga tidak tahu apa formula untuk membantu menentukan voltan yang diperlukan di seluruh bateri saya untuk mengecasnya (bateri akan dikeluarkan dari komputer riba lama. Jumlahnya akan 22V dengan 6 apms tanpa beban)
5. Tambahan pula, saya tidak tahu rumus untuk menunjukkan berapa lama bateri saya akan bertahan, dan bagaimana mengira masa jika saya mahu bateri bertahan selama dua jam.
6. Juga, kipas cpu akan dibekalkan oleh sistem juga. Rasanya juga bagus untuk menambahkan pilihan dimmer, rancangan asal saya adalah berbeza antara 26-30 v tidak memerlukan lebih dari itu.

Rajah Litar

Catatan: Sila ganti 10K secara siri dengan 1N4148, dengan 1K

Rekaan

Dalam semua litar pengawal pengecas bateri saya sebelumnya, saya telah menggunakan satu opamp untuk melaksanakan pemotongan automatik penuh, dan menggunakan perintang histeresis untuk mengaktifkan suis pengecasan tahap rendah untuk bateri yang disambungkan.

Walau bagaimanapun mengira perintang histeresis ini dengan betul untuk mencapai pemulihan tahap rendah yang tepat menjadi sedikit sukar dan memerlukan usaha percubaan dan kesalahan yang boleh memakan masa.

Dalam litar pengawal pengecas bateri rendah rendah opamp yang dicadangkan di atas, dua pembanding opamp digabungkan dan bukan satu yang mempermudah prosedur penyediaan dan membebaskan pengguna dari prosedur yang panjang.

Dengan merujuk pada gambar, kita dapat melihat dua opamp dikonfigurasi sebagai pembanding untuk merasakan voltan bateri dan untuk operasi pemotongan yang diperlukan.

Dengan mengandaikan bateri adalah bateri 12V, preset 10K opamp A2 yang lebih rendah diatur sedemikian rupa sehingga pin outputnya # 7 menjadi logik tinggi apabila voltan bateri hanya melepasi tanda 11V (ambang pelepasan bawah), sementara pratetap opamp A1 atas disesuaikan sedemikian rupa bahawa outputnya menjadi tinggi apabila voltan bateri menyentuh ambang pemotongan yang lebih tinggi, katakan pada 14.3V.

Oleh itu, pada 11V, output A1 menjadi positif tetapi kerana adanya dioda 1N4148, positif ini tetap tidak berkesan dan tersekat daripada bergerak lebih jauh ke pangkal transistor.

Bateri terus mengecas, hingga mencapai 14.3V ketika opamp atas mengaktifkan geganti, dan menghentikan bekalan pengisian ke bateri.

Keadaannya seketika disebabkan oleh kemasukan perintang maklum balas merentasi pin # 1 dan pin # 3 dari A1. Relay terkunci pada kedudukan ini dengan bekalan terputus sepenuhnya untuk bateri.

Bateri kini mulai habis secara perlahan melalui beban yang disambungkan sehingga mencapai tahap ambang pelepasan yang lebih rendah pada 11V apabila output A2 terpaksa menjadi negatif atau sifar. Sekarang diod pada keluarannya menjadi bias ke depan dan dengan cepat memecahkan kait dengan membumikan isyarat maklum balas pengait antara pin yang ditunjukkan A1.

Dengan tindakan ini, relay segera dinyahaktifkan dan dipulihkan ke kedudukan N / C awalnya dan arus pengecasan sekali lagi mula mengalir ke arah bateri.

Litar pengecas bateri rendah rendah opamp ini dapat digunakan sebagai litar DC UPS juga untuk memastikan bekalan berterusan untuk beban tanpa mengira kehadiran atau ketiadaan arus utama dan untuk mendapatkan bekalan tanpa gangguan sepanjang penggunaannya.

Bekalan pengecasan input boleh diperoleh dari bekalan kuasa terkawal seperti litar voltan malar arus berubah tetap LM338 secara luaran.

Cara Menetapkan Pratetap

• Pada mulanya, pastikan maklum balas 1k / 1N4148 terputus dari A1 op amp.
• Pindahkan slaid pratetap A1 ke aras tanah, dan gerakkan slaid pratetap A2 ke tahap positif.
• Melalui bekalan kuasa berubah-ubah, gunakan 14.2 V yang merupakan tahap pengisian penuh untuk bateri 12 V di titik 'Bateri'.
• Anda akan mendapati geganti mengaktifkan.
• Sekarang perlahan-lahan gerakkan pratetap A1 ke arah positif sehingga geganti tidak aktif.
• Ini menetapkan pemotongan caj penuh.
• Sekarang, sambungkan kembali 1k / 1N4148 sehingga A1 mengunci geganti dalam kedudukan itu.
• Sekarang perlahan-lahan atur pemboleh ubah berubah ke had pelepasan bateri yang lebih rendah, anda akan dapati relay terus dimatikan kerana tindak balas maklum balas yang disebutkan di atas.
• Laraskan bekalan kuasa ke tahap ambang pelepasan bateri yang lebih rendah.
• Selepas ini, mulailah menggerakkan pratetap A2 ke sisi tanah, sehingga ini menjadikan output A2 menjadi sifar yang memecahkan kait A1, dan menghidupkan relay kembali ke mod pengecasan.
• Itu sahaja, litar telah siap sepenuhnya sekarang, tutup pratetap dalam kedudukan ini.

Jawapan untuk soalan tambahan lain dalam permintaan adalah seperti yang diberikan di bawah:

Formula untuk mengira had pemotongan caj penuh ialah:

Peringkat voltan bateri + 20%, misalnya 20% daripada 12V adalah 2.4, jadi 12 + 2.4 = 14.4V adalah voltan pemotongan cas penuh untuk bateri 12V

Untuk mengetahui masa sandaran bateri, formula berikut dapat digunakan, yang memberi anda anggaran masa sandaran bateri.

Sandaran = 0.7 (Ah / Beban Semasa)

Reka bentuk alternatif lain untuk membuat litar pengecas bateri pemotongan bateri berlebihan / bawah automatik menggunakan dua op amp, dapat dilihat di bawah:

Bagaimana ia berfungsi

Dengan andaian tidak ada bateri yang tersambung, kenalan geganti berada pada kedudukan N / C. Oleh itu, apabila kuasa dihidupkan, litar op amp tidak dapat dihidupkan dan tidak aktif.

Sekarang, andaikan bateri yang habis dihubungkan di titik yang ditunjukkan, litar op amp dikuasakan melalui bateri. Oleh kerana bateri berada pada tahap yang habis, ia menghasilkan potensi rendah pada input (-) op amp bahagian atas, yang mungkin lebih kecil daripada pin (+).

Oleh kerana itu, output op amp bahagian atas menjadi tinggi. Transistor dan relay diaktifkan, dan kenalan relay bergerak dari N / C ke N / O. Ini sekarang menghubungkan bateri dengan bekalan kuasa input, dan ia mula dicas.

Setelah bateri terisi penuh, potensi pada (-) pin op op bahagian atas menjadi lebih tinggi daripada input (+), menyebabkan pin output dari op op bahagian atas menjadi rendah. Ini dengan segera mematikan transistor dan geganti.

Bateri kini terputus dari bekalan pengecasan.

Diod 1N4148 melintasi (+) dan output kait op amp bahagian atas sehingga walaupun bateri mula jatuh ia tidak memberi kesan pada kononnya geganti.

Namun, anggaplah bateri tidak dikeluarkan dari terminal pengecas, dan beban disambungkan kepadanya sehingga ia mula habis.

Apabila bateri habis di bawah tahap rendah yang diingini, potensi pada pin (-) op amp bawah lebih rendah daripada pin inputnya (+). Ini dengan serta-merta menyebabkan output op amp bawah menjadi tinggi, yang mencecah pin3 amp op bahagian atas. Seketika mematikan kait, dan menghidupkan transistor dan relay untuk memulakan proses pengecasan sekali lagi.

Reka Bentuk PCB

Menambah Tahap Kawalan Semasa

Dua reka bentuk di atas dapat ditingkatkan dengan kawalan semasa dengan menambahkan modul kawalan semasa berdasarkan MOSFET, seperti yang ditunjukkan di bawah:

R2 = 0.6 / arus pengecasan

Menambah Pelindung Polaritas Terbalik

Perlindungan polaritas terbalik dapat disertakan pada reka bentuk di atas dengan menambahkan diod secara bersiri dengan terminal positif bateri. Cathode akan menuju ke terminal positif bateri, dan menuju ke garis positif op amp.

Pastikan sambungkan perintang 100 Ohm di dioda ini, jika tidak litar tidak akan memulakan proses pengecasan.

Melepaskan Relay

Dalam reka bentuk pengecas bateri berasaskan opamp pertama, mungkin untuk menghilangkan relay dan mengendalikan proses pengecasan melalui transistor keadaan pepejal, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Bagaimana Litar Berfungsi

• Mari kita anggap pratetap A2 disesuaikan pada ambang 10 V, dan pratetap A1 diselaraskan pada ambang 14 V.
• Katakan kita menyambungkan bateri yang habis pada tahap perantaraan 11 V.
• Pada voltan ini pin2 dari A1 akan berada di bawah potensi rujukan pin3nya, seperti pada tetapan pratetap pin5.
• Ini akan menyebabkan pin output A1 menjadi tinggi, menghidupkan transistor BC547 dan TIP32.
• Bateri kini akan mula dicas melalui TIP32, sehingga voltan terminal mencapai 14 V.
• Pada 14 V, sesuai pengaturan preset atas, pin2 dari A1 akan naik lebih tinggi dari pin3nya, menyebabkan output menjadi rendah.
• Ini akan mematikan transistor dengan serta-merta, dan menghentikan proses pengecasan.
• Tindakan di atas juga akan memasukkan amp A1 op melalui 1k / 1N4148 sehingga walaupun voltan bateri turun ke tahap SoC 13 V, A1 akan terus menahan output pin1 rendah.
• Seterusnya, ketika bateri mula habis melalui beban output, voltan terminalnya mulai turun, hingga turun menjadi 9.9 V.
• Pada tahap ini, sesuai dengan pengaturan preset yang lebih rendah, pin5 dari A2 akan jatuh di bawah pin6nya, menyebabkan pin7 outputnya menjadi rendah.
• Ini rendah pada pin7 dari A2 akan menarik pin2 dari A1 hingga hampir 0 V, sehingga sekarang pin3 dari A1 menjadi lebih tinggi daripada pin2nya.
• Ini akan segera mematikan kait A1, dan output A1 sekali lagi bertukar tinggi, yang memungkinkan transistor menghidupkan dan memulakan proses pengecasan.
• Apabila bateri mencapai 14 V, proses akan mengulangi kitaran sekali lagi