Litar Petunjuk Arus Bateri - Terputus Pengecasan Arus Terputus

Dalam posting ini kita belajar tentang sensor arus bateri sederhana dengan litar penunjuk yang mengesan jumlah arus yang digunakan oleh bateri semasa mengecas. Reka bentuk yang dibentangkan juga mempunyai pemotongan automatik apabila bateri berhenti menghabiskan arus pada tahap pengisian penuh.

Mengapa Turun Semasa Bateri Diisi

Kita sudah mengetahui bahawa sementara bateri pada mulanya mengecas jumlah arus yang lebih tinggi, dan ketika mencapai tahap pengisian penuh, penggunaan ini mulai menurun, hingga hampir mencapai sifar.

Ini berlaku kerana pada mulanya bateri dalam keadaan habis dan voltannya lebih rendah daripada voltan sumber. Ini menyebabkan perbezaan potensi yang lebih besar di kedua-dua sumber.

Oleh kerana perbezaan yang luas ini, potensi dari sumber yang lebih tinggi iaitu output pengecas, mula meluru ke arah bateri dengan intensiti yang jauh lebih tinggi menyebabkan arus yang lebih tinggi memasuki bateri.

Oleh kerana bateri mengecas ke tahap penuh, perbezaan potensi di antara dua sumber mula ditutup, sehingga kedua-dua sumber mempunyai tahap voltan yang sama.

Apabila ini berlaku, voltan dari sumber bekalan tidak dapat mendorong arus lebih jauh ke arah bateri, menyebabkan penggunaan arus berkurang.

Ini menerangkan mengapa bateri yang habis menarik arus lebih awal dan arus minimum ketika dicas penuh.

Biasanya kebanyakan penunjuk pengecasan bateri menggunakan tahap voltan bateri untuk menunjukkan keadaan pengecasannya, di sini bukannya voltan magnitud arus (amp) digunakan untuk mengukur status pengisian.

Menggunakan arus sebagai parameter pengukuran membolehkan penilaian yang lebih tepat mengenai pengecasan bateri status. Litar ini juga dapat menunjukkan kesihatan seketika bateri yang disambungkan dengan menerjemahkan keupayaan penggunaan semasa semasa sedang dicas.

Menggunakan Reka Bentuk Ringkas LM338

Litar pengecas bateri terputus arus sederhana dapat dibina dengan mengubah suai a litar pengatur LM338 standard seperti yang ditunjukkan di bawah:

Saya lupa untuk menambahkan diod pada garis positif bateri, jadi pastikan untuk menambahkannya seperti yang ditunjukkan dalam rajah yang diperbetulkan berikut.

Bagaimana ia berfungsi

Kerja litar di atas agak sederhana.

Kita tahu bahawa apabila pin ADJ LM338 atau LM317 IC dipendekkan dengan garis bawah, IC mematikan voltan keluaran. Kami menggunakan ciri penutupan ADJ ini untuk melaksanakan pemadaman yang dikesan semasa.

Semasa kuasa input digunakan, kapasitor 10uF mematikan BC547 pertama sehingga LM338 dapat berfungsi dengan normal dan menghasilkan voltan yang diperlukan untuk bateri yang disambungkan.

Ini menghubungkan bateri dan ia mula dicas dengan menarik jumlah arus yang ditentukan mengikut penilaian Ah-nya.

Ini mengembangkan perbezaan potensi di seluruh perintang penginderaan semasa Rx yang menghidupkan transistor BC547 kedua.

Ini memastikan bahawa BC547 pertama yang disambungkan dengan pin ADJ IC tetap dilumpuhkan sementara bateri dibenarkan untuk dicas secara normal.

Semasa bateri mengecas, perbezaan potensi di seluruh Rx mulai menurun. Pada akhirnya apabila bateri hampir terisi penuh, potensi ini akan turun ke tahap di mana ia menjadi terlalu rendah untuk bias asas BC547 kedua, mematikannya.

Apabila BC547 kedua mematikan BC547 pertama dihidupkan, dan membumikan pin ADJ IC.

LM338 kini mematikan sepenuhnya bateri dari bekalan pengecasan.

Rx dapat dikalkulasi menggunakan formula undang-undang Ohm:

Rx = 0.6 / Arus Pengecasan Minimum

Litar LM338 ini akan menyokong bateri hingga 50 Ah dengan IC terpasang pada heatsink besar. Untuk bateri dengan penilaian Ah yang lebih tinggi, IC mungkin perlu ditingkatkan dengan transistor luar sebagai dibincangkan dalam artikel ini .

Menggunakan IC LM324

Reka bentuk kedua adalah litar yang lebih terperinci menggunakan LM324 IC yang memberikan pengesanan status bateri langkah tepat yang tepat dan juga mematikan bateri dengan lengkap apabila undian semasa mencapai nilai minimum.

Bagaimana LED Menunjukkan Status Bateri

Semasa bateri menggunakan arus maksimum, LED MERAH akan menyala.

Apabila bateri diisi, dan arus di seluruh Rx turun secara berkadar, LED MERAH akan mati, dan LED HIJAU dihidupkan.

Apabila battrey diisi lebih jauh, LED Hijau akan mati, dan Kuning akan menyala.

Seterusnya, apabila bateri hampir habis dengan tahap penuh, LED Kuning akan mati, dan putih akan menyala.

Akhirnya apabila bateri terisi penuh, LED putih juga akan MATI, yang bermaksud semua LED akan dimatikan, menunjukkan penggunaan arus sifar oleh bateri kerana status yang dicas sepenuhnya.

Operasi Litar

Merujuk kepada litar yang ditunjukkan, kita dapat melihat empat opamps dikonfigurasikan sebagai pembanding di mana setiap op op mempunyai input penginderaan semasa yang telah ditetapkan.

Rx perintang watt tinggi membentuk komponen penukar arus ke voltan yang merasakan arus yang digunakan oleh bateri atau beban dan menerjemahkannya ke tahap voltan yang sesuai dan memasukkannya ke input opamp.

Pada permulaannya, bateri menggunakan jumlah arus tertinggi yang menghasilkan penurunan voltan tertinggi yang sesuai dengan perintang Rx.

Pratetap diatur sedemikian rupa sehingga ketika bateri menggunakan arus maksimum (tahap habis sepenuhnya), pin3 bukan pembalik dari semua 4 op op mempunyai potensi yang lebih tinggi daripada nilai rujukan pin2.

Oleh kerana output semua op ops tinggi pada ketika ini, hanya LED MERAH yang disambungkan dengan A4 menyala sementara LED yang selebihnya mati.

Sekarang, apabila bateri diisi, voltan merentasi Rx mulai menurun.

Sesuai dengan penyesuaian berurutan dari preset, voltan A4 pin3 turun sedikit di bawah pin2, menyebabkan output A4 menjadi rendah dan RED menyebabkan mati.

Dengan output A4 rendah, LED output A3 menyala.

Apabila batttery mengenakan sedikit lebih banyak, potensi amp A3 op3 jatuh di bawah pin2nya, menyebabkan output A3 menjadi rendah, yang mematikan LED HIJAU.

Dengan output A3 rendah, LED output A2 menyala.

Apabila bateri diisi lebih sedikit, potensi pin3 A3 jatuh di bawah pin2nya, yang menyebabkan output A2 menjadi sifar, mematikan LED kuning.

Dengan keluaran A2 rendah, LED putih kini menyala.

Akhirnya apabila bateri hampir terisi penuh, potensi pada pin3 dari A1 berada di bawah pin2nya, menyebabkan output A1 menjadi sifar, dan LED putih ditutup.

Dengan semua LED dimatikan, menunjukkan bateri terisi penuh, dan arus di Rx telah mencapai sifar.

Rajah Litar

Senarai Bahagian untuk litar penunjuk arus bateri yang dicadangkan

• R1 ---- R5 = 1k
• P1 ----- P4 = 1k pratetap
• A1 ----- A4 = LM324 IC
• Diod = 1N4007 atau 1N4148
• Rx = Seperti yang dijelaskan di bawah

Menetapkan Julat Penginderaan Semasa

Pertama, kita mesti mengira julat voltan maksimum dan minimum yang dikembangkan di seluruh Rx sebagai tindak balas kepada julat arus yang digunakan oleh bateri.

Mari kita anggap bateri yang akan dicas adalah Bateri 12 V 100 Ah , dan julat arus maksimum yang dimaksudkan untuk ini ialah 10 amp. Dan kami mahu arus ini berkembang sekitar 3 V merentasi Rx.

Dengan menggunakan undang-undang Ohm kita dapat mengira nilai Rx dengan cara berikut:

Rx = 3/10 = 0.3 Ohm

Watt = 3 x 10 = 30 watt.

Sekarang, 3 V adalah julat maksimum di tangan. Sekarang, kerana nilai referensi pada pin2 op amp ditetapkan menggunakan dioda 1N4148, potensi pada pin2 adalah sekitar 0.6 V.

Jadi julat minimum boleh menjadi 0.6 V. Oleh itu, ini memberi kita julat minimum dan maksimum antara 0.6 V dan 3 V.

Kita harus menetapkan pratetap sedemikian sehingga pada 3 V, semua voltan pin3 dari A1 hingga A4 lebih tinggi daripada pin 2.

Seterusnya, kita boleh menganggap op ops dimatikan dalam urutan berikut:

Pada 2.5 V merentasi output Rx A4 menjadi rendah, pada output 2 V A3 menjadi rendah, pada output 1.5 V A2 menjadi rendah, pada output 0.5 V A1 menjadi rendah

Ingat, walaupun pada 0,5 V merentasi Rx semua LED mati, tetapi 0,5 V mungkin masih sesuai dengan arus 1 amp yang ditarik oleh bateri. Kita boleh menganggap ini sebagai tahap pengisian apungan, dan membiarkan bateri tetap tersambung untuk beberapa lama, sehingga akhirnya kita mengeluarkannya.

Sekiranya anda mahu LED terakhir (putih) tetap menyala sehingga hampir sifar volt dicapai melintasi Rx, sekiranya anda boleh mengeluarkan diod rujukan dari pin2 dari op amp, dan gantinya dengan perintang sehingga perintang ini bersama R5 membuat penurunan voltan sekitar 0.2 V pada pin2.

Ini akan memastikan bahawa LED putih pada A1 mati hanya apabila potensi melintasi Rx turun di bawah 0.2 V, yang seterusnya akan sesuai dengan bateri yang hampir penuh dan boleh ditanggalkan.

Cara menetapkan Pratetap.

Untuk ini, anda memerlukan pembahagi potensi dummy yang dibina menggunakan periuk 1K yang disambungkan di terminal bekalan seperti yang ditunjukkan di bawah.

Pada mulanya, putuskan pautan pratetap P1 --- P4 dari Rx dan sambungkannya dengan pin tengah periuk 1 K, seperti yang ditunjukkan di atas.

Luncurkan lengan tengah semua preset op amp ke arah periuk 1K.

Sekarang, sesuaikan periuk 1K sehingga 2.5V dikembangkan di lengan tengah dan lengan bawah. Anda akan dapati hanya LED MERAH yang menyala pada ketika ini. Seterusnya, sesuaikan P4 pratetap A4 supaya LED MERAH hanya mati. Ini akan segera menghidupkan LED Hijau A3.

Selepas ini sesuaikan periuk 1K untuk mengurangkan voltan pin pusatnya menjadi 2V. Seperti di atas, sesuaikan P3 pratetap A3 supaya Hijau mati. Ini akan menyalakan LED kuning.

Seterusnya, sesuaikan periuk 1K untuk menghasilkan 1.5V pada pin tengahnya, dan atur P2 pratetap A2 supaya LED Kuning mati. Ini akan menyalakan LED putih.

Akhirnya, sesuaikan periuk 1K untuk mengurangkan potensi pin pusatnya menjadi 0.5V. Laraskan prasetel A1 P1 supaya LED putih mati.

Penyesuaian pratetap kini sudah selesai dan selesai!

Tanggalkan pot 1K dan sambungkan semula pautan output yang telah ditetapkan kembali ke Rx seperti yang ditunjukkan dalam rajah pertama.

Anda boleh mula mengecas bateri yang disyorkan dan melihat LED bertindak balas dengan sewajarnya.

Menambah Auto Cut

Apabila arus berkurang menjadi hampir sifar, relay dapat dimatikan untuk memastikan pemotongan automatik ke litar litar bateri yang disedari semasa, seperti yang ditunjukkan di bawah:

Bagaimana ia berfungsi

Apabila kuasa dihidupkan, kapasitor 10uF menyebabkan pembumian sesaat dari potensi pin2 op amp, yang membolehkan output semua op ops menjadi tinggi.

Transistor pemacu geganti yang disambungkan pada output A1 menghidupkan relay, yang menghubungkan bateri dengan bekalan pengecasan melalui kenalan N / O.

Bateri kini mula menarik jumlah arus yang ditentukan menyebabkan potensi yang diperlukan untuk berkembang melintasi Rx, yang dirasakan oleh pin3 dari op amp melalui preset masing-masing, P1 --- P4.

Sementara itu, 10uF dicas melalui R5 yang mengembalikan nilai rujukan pada pin2 dari op amp kembali ke 0.6V (penurunan diod).

Ketika bateri mengecas output op amp bertindak balas seperti yang dijelaskan sebelumnya, sehingga bateri terisi penuh, menyebabkan output A1 menjadi rendah.

Dengan keluaran A1 rendah, transistor mematikan geganti dan bateri terputus dari bekalan.

Reka Bentuk Pemotongan Bateri Sensor Semasa yang Berguna Lain

Kerja reka bentuk ini sebenarnya sederhana. Voltan pada input pembalik ditetapkan oleh pratetap P1 pada tahap yang lebih rendah daripada penurunan voltan melintasi bank perintang R3 --- R13, sesuai dengan arus pengisian bateri yang disyorkan.

Apabila kuasa dihidupkan, C2 menyebabkan tinggi muncul pada pembalikan op amp yang seterusnya menyebabkan output op amp menjadi tinggi dan menghidupkan MOSFET.

MOSFET menjalankan dan membolehkan bateri disambungkan melintasi bekalan pengecasan, yang membolehkan arus pengecasan melewati bank perintang.

Ini membolehkan voltan berkembang pada input IC yang tidak terbalik, lebih tinggi daripada pin pembaliknya, yang menghubungkan output op amp ke tinggi tetap.

MOSFET kini terus berfungsi dan bateri diisi, sehingga pengambilan bateri semasa menurun dengan ketara pada tahap pengisian penuh bateri. Voltan melintasi bank perintang kini turun, sehingga pin pembalik op amp kini lebih tinggi daripada pin pembalik op amp.

Oleh kerana itu, output op amp menjadi rendah, MOSFET dimatikan, dan pengisian bateri akhirnya dihentikan.