Aku laadija ahel, kasutades fikseeritud takisteid

See universaalne automaatne akulaadija lülitus on oma toimimisega äärmiselt mitmekülgne ja seda saab kohandada igat tüüpi akude laadimiseks ja isegi päikese laadimiskontrolleri rakenduste jaoks.

Universaalse akulaadija peamised omadused

Universaalsel akulaadija vooluringil peavad olema järgmised põhifunktsioonid:

1) Automaatne aku täislaadimise katkestus ja automaatne madal akutase laadimise alustamine koos vastavate LED-indikaatori hoiatustega.

2) Kohandatav igat tüüpi aku laadimine

3) Kohandatav mis tahes pinge ja AH-nimelise patareiga.

4) vooluga juhitav väljund

5) Astmeline laadimine 3 või 4 sammu (valikuline)

Viiest ülaltoodud funktsioonist on esimesed 3 olulist tähtsust ja neist saavad kõigi universaalsete akulaadijate ahelate kohustuslikud funktsioonid.

Kuid koos nende funktsioonidega peab ka automaatne akulaadija olema ülimalt kompaktne, odav ja hõlpsasti kasutatav, vastasel juhul võib disain olla vähem kasutavate inimeste jaoks üsna kasutu, mistõttu universaalne silt tühistatakse.

Olen sellel veebisaidil juba käsitlenud paljusid mitmekesiseid akulaadijate ahelaid, mis sisaldavad enamikku olulistest funktsioonidest, mis võivad aku optimaalseks ja ohutuks laadimiseks olla sisuliselt vajalikud.

Paljud neist akulaadijate ahelatest kasutasid lihtsuse huvides ühte opampi ja kasutasid hüstereesivõimalust aku tühjenemise automaatse taastamise protsessi rakendamiseks.

Kuid automaatse akulaadijaga, mis kasutab opampis hüstereesi, saab tagasiside eelseadistatud või muutuva takisti reguleerimisel ülioluline protseduur ja veidi keerukas asi, eriti uustulnukate jaoks .. kuna see nõuab õiget seadistamise lõpuleviimiseks järeleandmatut katsetamist ja viga.

Lisaks muutub ülelaadimise väljalülitamise seadistamine igavaks ka uustulnukale, kes proovib oma akulaadija ahelaga kiiresti tulemusi saavutada.

Pottide või eelseadete asemel fikseeritud takistite kasutamine

Käesolev artikkel keskendub konkreetselt ülaltoodud probleemile ja asendab potid ja eelseadistused fikseeritud takistitega aeganõudvate kohanduste kõrvaldamiseks ja lõppkasutajale või konstruktorile probleemideta disaini tagamiseks.

Olen juba arutanud ühte varasemat artiklit, milles selgitati üksikasjalikult opampide hüstereesi. Kavandatava universaalse akulaadija vooluringi kujundamisel kasutame sama kontseptsiooni ja valemeid, mis loodetavasti lahendavad kõik segadused, mis on seotud kohandatud akulaadija ahela ehitamisega mis tahes ainulaadne aku.

Enne kui liigutame vooluahela selgituse näitega edasi, oleks oluline sellest aru saada miks on vaja hüstereesi meie akulaadija vooluringi jaoks?

Selle põhjuseks on see, et oleme huvitatud ühe opampi kasutamisest ja selle abil nii aku alumise tühjenemisläve kui ka ülemise täislaadimise läve tuvastamiseks.

Hüstereesi lisamise tähtsus

Tavaliselt ei saa ilma hüstereesita opampi käivitada kahe erineva künnise korral, mis võivad olla üsna laiad üksteisest, seetõttu kasutame hüsterereesi, et saada võimalus kasutada ühte kahekordse tuvastamise funktsiooniga opampi.

Tulles tagasi põhiteema juurde, mis käsitleb hüsterereesiga universaalse akulaadija vooluahela kujundamist, õpime, kuidas saaksime arvutada fikseeritud takistid, nii et keeruka Hi / Lo katkestamise protseduuride seadistamine muutuvate takistite või eelseadistuste abil saab kõrvaldada.

Hüsteereesi põhitoimingute ja sellega seotud valemi mõistmiseks peame kõigepealt viitama järgmisele joonisele:

Ülaltoodud näidisjoonistel näeme selgelt, kuidas hüstereesitakisti Rh arvutatakse kahe teise võrdlustakisti suhtes Rx ja Ry.

Proovime nüüd ülaltoodud kontseptsiooni rakendada tegelikku akulaadija ahelasse ja vaadata, kuidas lõpliku optimeeritud väljundi saamiseks saab arvutada asjakohaseid parameetreid. Võtame järgmise näite a 6 V akulaadija vooluahel

Selles tahkislaadija skeemis läheb niipea, kui tihvti nr 2 pinge muutub tihvti # 3 võrdluspingeks kõrgemaks, väljundnupp nr 6 madalaks, lülitades TIP122 välja ja aku laadimist. Ja vastupidi, kuni tihvti nr 2 potentsiaal jääb alla tihvti nr 3, hoiab opampi väljund TIP122 sisselülitatuna ja aku jätkab laadimist.

Valemite rakendamine praktilises näites

Eelmises jaotises väljendatud valemite põhjal näeme paari olulist parameetrit, mida tuleb arvestada selle rakendamisel praktilises ringkonnas, nagu allpool esitatud:

1) Rx-le rakendatav võrdluspinge ja opamp-toitepinge Vcc peavad olema võrdsed ja konstantsed.

2) Valitud ülemise aku täislaadimise väljalülitamise künnis ja alumise aku tühjenemise lüliti sisselülitamise künnise pinged peavad olema madalamad kui Vcc ja võrdluspinged.

See näib veidi keeruline, kuna toitepinge Vcc on tavaliselt akuga ühendatud ja seetõttu ei saa see olla konstantne ning ka madalam kui võrdlus.

Igatahes tagame probleemi lahendamiseks, et Vcc on kinnitatud võrdlustasemega ja aku pinge, mida tuleb tajuda, langetatakse potentsiaalse jagajavõrgu abil 50% madalamale väärtusele, nii et see muutub väiksemaks kui Vcc, nagu on näidatud ülaltoodud diagrammil.

Takisti Ra ja Rb langetavad aku pinge proportsionaalselt 50% madalamale väärtusele, samas kui 4,7 V zener määrab Rx / Ry fikseeritud võrdluspinge ja opampi Vcc tihvti nr 4. Nüüd tunduvad asjad arvutuste jaoks valmis.

Nii et rakendame hüsterereesi valemid sellele 6 V laadijale ja vaadake, kuidas see selle näidisahelaga töötab:

Eespool nimetatud 6V vooluahelas on käes järgmised andmed:

Laetav aku on 6 V

Ülemine piiripunkt on 7 V

Alumine taastepunkt on 5,5 V.

Vcc ja võrdluspinge on seatud 4,7 V (kasutades 4,7 V zenerit)

Valime Ra, Rb kui 100 k takistid, et vähendada 6 V aku potentsiaali 50% väiksema väärtuseni, seetõttu muutub ülemine piiripunkt 7 V nüüd 3,5 V (VH) ja alumine 5,5 V 2,75 V (VL)

Nüüd peame välja selgitama hüstereesitakisti väärtused Rh austusega Rx ja Ry .

Vastavalt valemile:

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

Alates 1) on meil Rh / Rx = 3,66

Rh = 3,66 Rx

Võtame Rx = 100K ,

Muud väärtused, näiteks 10K, 4k7 või mis tahes muu, võiksid siiski sobida, kuid 100K on standardväärtus ja piisavalt kõrge, et tarbimist vähendada.

Rh = 3,66 x 100 = 366K

Asendades selle Rx väärtuse 2), saame

Ry / Rx = 2,29

Ry = 2,29 Rx = 2,29 x 100 = 229K

∴ Ry = 229K

Eespool nimetatud tulemusi saab saavutada ka hüstereesi kalkulaatori tarkvara abil, lihtsalt klõpsates mõnel nupul

See on kõik, ülaltoodud arvutuste abil oleme edukalt kindlaks määranud erinevate takistite täpsed fikseeritud väärtused, mis tagavad, et ühendatud 6 V aku lülitub automaatselt lahti 7 V juures ja alustab laadimist uuesti hetkest, kui selle pinge langeb alla 5,5 V.

Kõrgema pingega akude jaoks

Kõrgemate pingete korral, näiteks 12V, 24V, 48V universaalse aku vooluahela saavutamiseks, võib ülalkirjeldatud konstruktsiooni lihtsalt muuta, nagu allpool esitatud, kõrvaldades LM317 etapi.

Arvutusprotseduurid on täpselt samad, mida on väljendatud eelmises lõigus.

Suure vooluga aku laadimiseks võib osutuda vajalikuks TIP122 ja dioodi 1N5408 täiendamine proportsionaalselt suurema vooluga seadmetega ning muuta 4.7V zener väärtusele, mis võib olla suurem kui 50% aku pingest.

Roheline valgusdiood näitab aku laadimise olekut, punane LED annab meile teada, kui aku on täielikult laetud.

See lõpetab artikli, milles selgitatakse selgelt, kuidas teha fikseeritud takistite abil lihtne, kuid universaalselt kasutatav akulaadija ahel, et tagada ülitäpsus ja lollikindlad lõiked üle määratud künnispunktide, mis omakorda tagab ühendatud aku täiusliku ja ohutu laadimise.