Круг индикатора струје батерије - пуњење покренуто струјом је одсечено

У овом посту сазнајемо о једноставном сензору струје батерије са индикаторским кругом који открива количину струје коју батерија троши током пуњења. Представљени дизајни такође имају аутоматско искључивање када батерија престане да троши струју при свом пуном нивоу пуњења.

Зашто струја опада како се батерија пуни

Већ знамо да док се батерија у почетку пуни, она троши већу количину струје, а како достигне пуни ниво напуњености, ова потрошња почиње да опада, док не достигне скоро нулу.

То се дешава јер је батерија у почетку испражњена и њен напон је нижи од напона извора. То узрокује релативно већу потенцијалну разлику у два извора.

Због ове велике разлике, потенцијал из вишег извора, а то је излаз пуњача, почиње да јури према батерији са много већим интензитетом узрокујући да већа количина струје уђе у батерију.

Како се батерија пуни до пуног нивоа, потенцијална разлика између два извора почиње да се затвара, док оба извора немају идентичан ниво напона.

Када се то догоди, напон из извора напајања није у стању да потисне даљу струју према батерији, што резултира смањеном потрошњом струје.

Ово објашњава зашто испражњена батерија у почетку црпи више струје, а минимална када је потпуно напуњена.

Обично већина индикатора пуњења акумулатора користи ниво напона батерије да би показао њено стање пуњења, овде се уместо напона за мерење статуса пуњења користи величина струје (ампера).

Коришћење струје као мерног параметра омогућава тачнију процену вредности пуњење батерије статус. Коло је такође способно да укаже на тренутно стање повезане батерије превођењем његове тренутне потрошње док се пуни.

Коришћење ЛМ338 једноставног дизајна

Једноставно струјно искључено коло пуњача за батерије могло би се направити одговарајућом модификацијом а стандардни регулатор ЛМ338 како је приказано испод:

Заборавио сам да додам диоду на позитивном воду батерије, па је обавезно додајте како је приказано на следећем исправљеном дијаграму.

Како то ради

Рад горњег кола је прилично једноставан.

Знамо да када се АДЈ пин ЛМ338 или ЛМ317 ИЦ кратко споји са уземљењем, ИЦ искључи излазни напон. Ову функцију искључивања АДЈ користимо за спровођење тренутног откривеног искључивања.

Када се примени улазна снага, кондензатор од 10 уФ онемогућава први БЦ547 тако да ЛМ338 може нормално да функционише и производи потребан напон за повезану батерију.

Ово повезује батерију и она почиње да се пуни црпећи одређену количину струје према њеној Ах вредности.

Ово развија потенцијалну разлику у отпорник за осетљивост струје Рк који укључује други транзистор БЦ547.

Ово осигурава да први БЦ547 повезан са АДЈ пином ИЦ-а остане онемогућен док се батерија може нормално пунити.

Како се батерија пуни, потенцијална разлика у Рк почиње да опада. На крају, када је батерија готово потпуно напуњена, овај потенцијал пада на ниво када постаје пренизак за другу БЦ547 основну пристрасност, искључујући је.

Када се други БЦ547 искључи, први БЦ547 се укључи и уземљи АДЈ пин на ИЦ-у.

ЛМ338 се сада искључује потпуно искључујући батерију из напајања.

Рк се може израчунати помоћу Омове формуле закона:

Рк = 0,6 / Минимална струја пуњења

Ово коло ЛМ338 ће подржавати батерију до 50 Ах са ИЦ-ом постављеним на великом хладњаку. За батерије са већом снагом Ах, ИЦ ће можда требати надоградити ванбродским транзистором као о којима се говори у овом чланку .

Коришћење ИЦ ЛМ324

Други дизајн је сложенији склоп који користи ЛМ324 ИЦ што омогућава тачно откривање статуса батерије корак по корак, а такође и потпуно искључивање батерије када тренутна потрошња достигне минималну вредност.

Како ЛЕД лампице показују статус батерије

Када батерија троши максималну струју, ЦРВЕНА ЛЕД лампица ће се укључити.

Како се батерија пуни, а струја преко Рк пропорционално опада, ЦРВЕНА ЛЕД лампица ће се ИСКЉУЧИТИ, а ЗЕЛЕНА ЛЕД укључити.

Како се батреи додатно пуни, зелена ЛЕД лампица ће се искључити, а жута.

Затим, када је батерија скоро потпуно напуњена, жута ЛЕД лампица ће се ИСКЉУЧИТИ, а бела укључити.

Коначно, када се батерија потпуно напуни, бела ЛЕД лампица ће се такође ИСКЉУЧИТИ, што значи да ће се све ЛЕД диоде ИСКЉУЧИТИ, што указује на нулту потрошњу струје од стране батерије због потпуно напуњеног статуса.

Цирцуит Оператион

Позивајући се на приказано коло, можемо видети четири опампера конфигурисана као компаратори, при чему свако оперативно појачало има своје унапред подешиве тренутне сензорске улазе.

Отпорник високог вата Рк формира компоненту претварача струје у напон која детектује утрошену струју од батерије или оптерећења и преводи је у одговарајући ниво напона и напаја на улазе опампа.

На почетку батерија троши највећу количину струје која производи одговарајућу највећу количину пада напона на отпорнику Рк.

Унапред подешене поставке постављене су на такав начин да када батерија троши максималну струју (потпуно испражњен ниво), неинвертујући пин3 од сва 4 оп појачала имају већи потенцијал од референтне вредности пин2.

Будући да су излази свих опцијских појачала у овом тренутку високи, свијетли само ЦРВЕНА ЛЕД диода повезана са А4 док преостали ЛЕД остају искључени.

Како се батерија пуни, напон на Рк почиње да опада.

Према секвенцијалном подешавању унапред подешених поставки, напон А4 пин3 пада мало испод пин2, што доводи до тога да А4 излаз пада, а ЦРВЕНА доводи до искључивања.

Са ниским излазом А4, ЛЕД А3 излаза светли.

Када се батерија напуни мало више, потенцијал појачала А3 опсега пин3 пада испод свог пин2, што доводи до смањења излаза А3, што искључује ЗЕЛЕНУ ЛЕД.

Са ниским излазом А3, светли ЛЕД излаз А2.

Када се батерија напуни мало више, потенцијал пин3 А3 пада испод свог пин2, што доводи до излаза А2 на нулу, искључујући жуту ЛЕД.

Са ниским излазом А2, бела ЛЕД лампица сада светли.

Коначно, када је батерија скоро потпуно напуњена, потенцијал на пин3 од А1 пада испод свог пин2, што доводи до тога да излаз А1 постане нула, а бела ЛЕД лампица се гаси.

Са искљученим свим ЛЕД лампицама, батерија је потпуно напуњена, а струја преко Рк-а достигла је нулу.

Кружни дијаграм

Списак делова за предложени круг индикатора струје батерије

• Р1 ---- Р5 = 1к
• П1 ----- П4 = 1к унапред постављених поставки
• А1 ----- А4 = ЛМ324 ИЦ
• Диода = 1Н4007 или 1Н4148
• Рк = Као што је објашњено у наставку

Подешавање тренутног опсега осетљивости

Прво морамо израчунати опсег максималног и минималног напона развијеног на Рк као одговор на опсег струје коју троши батерија.

Претпоставимо да је батерија која се пуни а 12 В батерија од 100 Ах , а максимални предвиђени опсег струје за ово је 10 ампера. И желимо да се ова струја развије око 3 В преко Рк.

Користећи Охмов закон можемо израчунати Рк вредност на следећи начин:

Рк = 3/10 = 0,3 ома

Снага = 3 к 10 = 30 вати.

Сада је 3 В максимални домет у руци. Сада, пошто је референтна вредност на пин2 опционог појачала подешена помоћу диоде 1Н4148, потенцијал на пин2 биће око 0,6 В.

Дакле, минимални опсег може бити 0,6 В. Дакле, ово нам даје минимални и максимални опсег између 0,6 В и 3 В.

Морамо подесити унапред подешене поставке тако да при 3 В сви напони пин3 од А1 до А4 буду већи од пина 2.

Даље, можемо претпоставити да ће се опциона појачала искључити у следећем низу:

При 2,5 В преко Рк А4 излаз пада, при 2 В А3 излаз пада, при 1,5 В А2 излаз пада, при 0,5 В А1 излаз пада

Запамтите, иако се на 0,5 В преко Рк све ЛЕД диоде искључе, али 0,5 В и даље може одговарати струји од 1 ампера коју црпи батерија. Ово можемо сматрати плутајућим нивоом напуњености и дозволити да батерија остане повезана неко време, док је коначно не уклонимо.

Ако желите да последња ЛЕД (бела) остане осветљена док се преко Рк не достигне скоро нула волта, у том случају можете уклонити референтну диоду са пина2 опцијских појачала и заменити је отпорником тако да овај отпорник заједно са Р5 ствара пад напона од око 0,2 В на пин2.

Ово ће осигурати да се бела ЛЕД диода на А1 искључи само када потенцијал преко Рк падне испод 0,2 В, што ће заузврат одговарати скоро потпуно напуњеној и уклоњивој батерији.

Како поставити пресетс.

За ово ће вам бити потребан лажни разделник потенцијала направљен помоћу посуде од 1К повезане преко доводних терминала као што је приказано доле.

У почетку одвојите унапред подешену везу П1 --- П4 од Рк и спојите је са средишњим затичем 1 К лонца, као што је горе наведено.

Померите средишњи крак свих унапред подешених опцијских појачала према касети од 1К.

Сада подесите лонац од 1К тако да се развије 2.5В преко његове централне и приземне руке. У овом тренутку ћете пронаћи само ЦРВЕНУ ЛЕД лампицу. Затим подесите А4 унапред подешени П4 тако да се ЦРВЕНА ЛЕД диода само искључи. Ово ће тренутно УКЉУЧИТИ зелену ЛЕД А3.

После овога подесите 1К пот како бисте смањили напон централног пина на 2В. Као и горе, подесите унапред подешени А3 за П3 тако да се зелена само ИСКЉУЧИ. Ово ће укључити жуту ЛЕД диоду.

Затим подесите 1К лонац тако да производи 1,5 В на његовом средишњем пину и подесите А2 унапред подешени П2 тако да се жута ЛЕД само искључи. Ово ће укључити белу ЛЕД диоду.

На крају, подесите лонац од 1К да бисте смањили потенцијал његовог средишњег пина на 0,5В. Подесите А1 унапред подешену П1 тако да се бела ЛЕД лампица само искључи.

Унапред подешена подешавања су готова и готова!

Уклоните пот 1К и поново повежите унапред подешену излазну везу на Рк као што је приказано на првом дијаграму.

Можете започети пуњење препоручене батерије и гледати како ЛЕД лампице одговарају у складу с тим.

Додавање аутоматског искључивања

Када се струја смањи на готово нулу, релеј би могао да се искључи како би се осигурао аутоматски прекид струјног круга батерије, као што је приказано доле:

Како то ради

Када је напајање УКЉУЧЕНО, кондензатор од 10 уФ тренутно изазива уземљење пин2 потенцијала оп ампера, што омогућава да излаз свих оп ампера буде висок.

Транзистор управљачког релеја повезан на излаз А1 укључује релеј који повезује батерију са напајањем преко Н / О контаката.

Батерија сада почиње да црта предвиђену количину струје која узрокује развој потребног потенцијала преко Рк, што се препознаје помоћу пин3 оперативних појачала путем одговарајућих унапред подешених подешавања, П1 --- П4.

У међувремену, 10уФ се пуни преко Р5 који враћа референтну вредност на пину 2 оп ампера натраг на 0,6 В (пад диоде).

Како се батерија пуни, излази опционог појачала реагују на одговарајући начин како је претходно објашњено, све док се батерија не напуни до краја, што доводи до тога да излаз А1 пада.

Са ниским излазом А1, транзистор искључује релеј и батерија је искључена из напајања.

Још један корисни тренутни сензорски дизајн одсецања батерије

Рад овог дизајна је заправо једноставан. Напон на инвертујућем улазу фиксира се помоћу унапред подешене вредности П1 на нивоу који је мало нижи од пада напона на отпорнику Р3 --- Р13, што одговара препорученој струји пуњења батерије.

Када је напајање УКЉУЧЕНО, Ц2 доводи до појаве високог напона при неинвертовању опцијског појачала, што заузврат доводи до тога да излаз оптичког појачала иде високо и УКЉУЧУЈЕ МОСФЕТ.

МОСФЕТ проводи и омогућава повезивање батерије преко напајања, омогућавајући струји пуњења да пролази кроз батерију отпорника.

Ово омогућава развоју напона на неинвертујућем улазу ИЦ-а, већем од његовог инвертујућег пина, који закључава излаз опционог појачала на трајно високу вредност.

МОСФЕТ сада наставља да ради и батерија се пуни, све док тренутни унос батерије не опадне знатно при пуном нивоу напуњености батерије. Напон на отпорничкој банци сада опада, тако да инвертирајућа иглица оперативног појачала сада иде више од неинвертујуће иглице оперативног појачала.

Због тога се излаз опционог појачала смањује, МОСФЕТ се искључује, а пуњење батерије коначно зауставља.