Ένα γρήγορο κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας φορτίζει μια μπαταρία με βελτιωμένη ταχύτητα, έτσι ώστε να φορτίζεται σε λιγότερο χρόνο από την καθορισμένη περίοδο. Αυτό γίνεται συνήθως μέσω μιας σταδιακής βελτιστοποίησης ή ελέγχου.

Ψάχνοντας για ένα κύκλωμα γρήγορου φορτιστή που θα φορτίσει μια μπαταρία γρήγορα, συνάντησα μερικά σχέδια που δεν ήταν μόνο άχρηστα αλλά και παραπλανητικά. Φαινόταν ότι οι ενδιαφερόμενοι συγγραφείς δεν είχαν ιδέα πώς πρέπει να είναι ένας γρήγορος φορτιστής.

Σκοπός

Ο κύριος στόχος εδώ είναι να επιτευχθεί ταχεία φόρτιση σε μπαταρίες μολύβδου οξέος χωρίς να προκληθεί ζημιά στα κύτταρα του.

Κανονικά, σε ατμοσφαιρικές θερμοκρασίες 25 βαθμών Κελσίου, μια μπαταρία μολύβδου οξέος υποτίθεται ότι φορτίζεται με ρυθμό C / 10, η οποία θα διαρκέσει τουλάχιστον 12 έως 14 ώρες για να φορτιστεί πλήρως η μπαταρία. Εδώ C = Ah τιμή της μπαταρίας

Ο στόχος της έννοιας που παρουσιάζεται εδώ είναι να κάνει τη διαδικασία 50% πιο γρήγορη και να επιτρέψει τη φόρτιση να ολοκληρωθεί εντός 8 ωρών.

Παρακαλώ σημειώστε ότι ένα Το κύκλωμα που βασίζεται στο LM338 δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση του ρυθμού φόρτισης μιας μπαταρίας , ενώ είναι μεγάλο ρυθμιστή τάσης IC , η αύξηση του ρυθμού φόρτισης απαιτεί α ειδική αλλαγή βήμα βήμα στο ρεύμα που δεν μπορεί να γίνει μόνο με χρήση ενός LM338 IC.

“έργα ελέγχου συστήματος για μαθητές ”

Η έννοια του κυκλώματος

Όταν μιλάμε για το πώς να φορτίζουμε γρήγορα μια μπαταρία, προφανώς ενδιαφερόμαστε να εφαρμόσουμε το ίδιο με μπαταρίες μολύβδου οξέος, καθώς αυτές είναι που χρησιμοποιούνται εκτενώς για σχεδόν όλες τις γενικές εφαρμογές.

Η κατώτατη γραμμή με μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι ότι αυτές δεν μπορούν να αναγκαστούν να φορτιστούν γρήγορα, εκτός εάν ο σχεδιασμός του φορτιστή ενσωματώνει ένα «ευφυές» αυτόματο κύκλωμα .

Με μια μπαταρία ιόντων λιθίου προφανώς αυτό γίνεται αρκετά εύκολο εφαρμόζοντας την πλήρη δόση του καθορισμένου υψηλού ρεύματος σε αυτήν και μετά κόβοντας μόλις φτάσει στο επίπεδο πλήρους φόρτισης.

Ωστόσο, οι παραπάνω λειτουργίες θα μπορούσαν να σημαίνουν θανατηφόρες εάν γίνουν σε μια μπαταρία μολύβδου οξέος, αφού οι μπαταρίες LA δεν είναι σχεδιασμένες να δέχονται φόρτιση σε υψηλά επίπεδα ρεύματος συνεχώς.

Επομένως, για να πιέσετε το ρεύμα με γρήγορο ρυθμό, αυτές οι μπαταρίες πρέπει να φορτιστούν σε βαθμιαίο επίπεδο, όπου η αποφορτισμένη μπαταρία αρχικά εφαρμόζεται με υψηλό ρυθμό C1, σταδιακά μειώνεται σε C / 10 και τέλος επίπεδο στάθμης φορτίου καθώς πλησιάζει η μπαταρία μια πλήρη φόρτιση στα τερματικά της. Το μάθημα θα μπορούσε να περιλαμβάνει τουλάχιστον 3 έως 4 βήματα για τη διασφάλιση μέγιστης «άνεσης» και ασφάλειας στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Πώς λειτουργεί αυτός ο φορτιστής μπαταρίας 4 βημάτων

Για την εφαρμογή κυκλώματος γρήγορου φορτιστή 4 βημάτων, εδώ χρησιμοποιούμε το ευέλικτο LM324 για την ανίχνευση των διαφορετικών επιπέδων τάσης.

Τα 4 βήματα περιλαμβάνουν:

1) Υψηλή τρέχουσα μαζική φόρτιση
2) Μέτρια τρέχουσα μαζική φόρτιση
3) Φόρτιση απορρόφησης
4) Φόρτιση Float

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει πώς το Το IC LM324 μπορεί να συνδεθεί ως τάση μπαταρίας 4 βημάτων παρακολουθήστε και διακόψτε το κύκλωμα.

Διάγραμμα κυκλώματος

ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΣΥΝΔΕΣΤΕ ΣΕ ΣΕΙΡΑ ΜΕ R1, R2, R3, R4, ΚΑΘΕ ΣΕ ΠΑΡΑΓΓΕΛΙΑ ΓΙΑ ΝΑ ΛΗΨΕΤΕ ΣΥΝΧΡΟΝΗ ΑΝΑΓΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΦΟΡΤΩΣΗΣ ΤΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ. ΑΡΧΙΚΑ ΟΛΕΣ ΟΙ ΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΘΑ ΕΙΝΑΙ ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ ΜΕΓΙΣΤΟ ΤΡΕΧΟΝΤΑΣ, ΑΥΤΟΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΟΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΔΙΑΚΟΠΤΟΥΝ ΕΝΑ ΜΕ ΜΙΑ ΜΟΝΟ ΜΟΝΟ Α4 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΝΔΕΙΞΗ ΦΟΡΤΙΣΗΣ ΦΛΟΤΟΥ ΚΑΙ Η ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΠΛΗΡΩΣ ΦΟΡΤΙΣΗ.

Το IC LM324 είναι quad opamp IC του οποίου και οι τέσσερις opamps χρησιμοποιούνται για την προβλεπόμενη διαδοχική εναλλαγή των επιπέδων ρεύματος εξόδου.

Οι διαδικασίες είναι πολύ κατανοητές. Τα opamps A1 έως A2 είναι βελτιστοποιημένα για εναλλαγή σε διαφορετικά επίπεδα τάσης κατά τη διάρκεια της σταδιακής φόρτισης της συνδεδεμένης μπαταρίας.

Όλες οι μη αναστρέψιμες είσοδοι των opamps αναφέρονται στη γείωση μέσω της τάσης zener.

Οι είσοδοι αντιστροφής συνδέονται με τη θετική τροφοδοσία του κυκλώματος μέσω των αντίστοιχων προεπιλογών.

Εάν υποθέσουμε ότι η μπαταρία είναι μια μπαταρία 12V με επίπεδο αποφόρτισης 11V, το P1 μπορεί να ρυθμιστεί έτσι ώστε το ρελέ να αποσυνδέεται μόλις η τάση της μπαταρίας φτάσει τα 12V, το P2 μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να απελευθερώσει το ρελέ στα 12,5V, μπορεί να γίνει P3 για το ίδιο στα 13.5V και τελικά το P4 θα μπορούσε να ρυθμιστεί για απόκριση στο επίπεδο φόρτισης μπαταρίας 14,3V.

Τα Rx, Ry, Rz έχουν τις ίδιες τιμές και είναι βελτιστοποιημένα για να παρέχουν στην μπαταρία την απαιτούμενη ποσότητα ρεύματος κατά τη διάρκεια των διαφόρων επιπέδων τάσης φόρτισης.

Η τιμή θα μπορούσε να καθοριστεί έτσι ώστε κάθε επαγωγέας να επιτρέπει έναν τρέχοντα ρυθμό διέλευσης που μπορεί να είναι το 1/10 της μπαταρίας AH.

Μπορεί να προσδιοριστεί με τη χρήση νόμου ohms:

R = I / V

Οι τιμές των Rx, μόνες ή Rx, Ry μαζί θα μπορούσαν να έχουν διαστάσεις λίγο διαφορετικά για να επιτρέπουν σχετικά περισσότερο ρεύμα στην μπαταρία κατά τα αρχικά στάδια σύμφωνα με τις μεμονωμένες προτιμήσεις και είναι τροποποιήσιμο.

Πώς αποκρίνεται το κύκλωμα όταν είναι ενεργοποιημένο

Μετά τη σύνδεση της αποφορτισμένης μπαταρίας στους ακροδέκτες που εμφανίζονται όταν είναι ενεργοποιημένη η τροφοδοσία:

Όλες οι εισόδους αντιστροφής opamps έχουν αντίστοιχα χαμηλότερα επίπεδα τάσης από το επίπεδο αναφοράς της τάσης zener.

Αυτό προτρέπει όλες τις εξόδους των opamps να γίνουν υψηλές και ενεργοποιεί τα ρελέ RL / 1 σε RL / 4.

Στην παραπάνω περίπτωση, η πλήρης τάση τροφοδοσίας από την είσοδο παρακάμπτεται στην μπαταρία μέσω των επαφών N / O του RL1.

Η αποφορτισμένη μπαταρία ξεκινά τώρα τη φόρτιση με σχετικά ακραίο υψηλό ρυθμό ρεύματος και φορτίζει γρήγορα μέχρι ένα επίπεδο πάνω από το επίπεδο αποφόρτισης έως ότου η ρυθμισμένη τάση στο P1 υπερβεί την αναφορά zener.

Τα παραπάνω αναγκάζουν το A1 να απενεργοποιήσει το T1 / RL1.

Η μπαταρία εμποδίζεται τώρα να πάρει το πλήρες ρεύμα τροφοδοσίας, αλλά συνεχίζει να φορτίζει με τις παράλληλες αντιστάσεις που δημιουργούνται από τα Rx, Ry, Rz μέσω των αντίστοιχων επαφών ρελέ.

Αυτό διασφαλίζει ότι η μπαταρία φορτίζεται στο επόμενο υψηλότερο επίπεδο ρεύματος που καθορίζεται από την καθαρή τιμή των τριών παράλληλων επαγωγέων (αντιστάσεις).

Καθώς η μπαταρία φορτίζεται περαιτέρω, το A2 τερματίζεται στο επόμενο προκαθορισμένο επίπεδο τάσης, απενεργοποιώντας το Rx και αποδίδοντας το Ry, Rz μόνο με το προβλεπόμενο ρεύμα φόρτισης στην μπαταρία. Αυτό διασφαλίζει ότι το επίπεδο ενισχυτή μειώνεται αντίστοιχα για την μπαταρία.

Ακολουθώντας τις διαδικασίες καθώς η μπαταρία φορτίζει στο επόμενο υπολογιζόμενο υψηλότερο επίπεδο, το A3 απενεργοποιείται επιτρέποντας μόνο στο Rz να διατηρήσει το απαιτούμενο βέλτιστο επίπεδο ρεύματος για την μπαταρία, έως ότου φορτιστεί πλήρως.

Όταν συμβεί αυτό, το A4 σβήνει τελικά, διασφαλίζοντας ότι η μπαταρία έχει πλέον απενεργοποιηθεί πλήρως αφού επιτύχει την απαιτούμενη πλήρη φόρτιση με τον καθορισμένο γρήγορο ρυθμό.

Η παραπάνω μέθοδος φόρτισης μπαταρίας 4 βημάτων εξασφαλίζει γρήγορη φόρτιση χωρίς να βλάπτει την εσωτερική διαμόρφωση της μπαταρίας και διασφαλίζει ότι η φόρτιση φτάνει τουλάχιστον στο 95%.

Τα Rx, Ty, Rz μπορεί να αντικατασταθούν με ισοδύναμες αντιστάσεις τραύματος σύρματος, ωστόσο αυτό θα σήμαινε κάποια απαγωγή θερμότητας από αυτές σε σύγκριση με τους αντίστοιχους επαγωγείς.

Κανονικά, μια μπαταρία μολύβδου οξέος θα πρέπει να φορτιστεί για περίπου 10 έως 14 ώρες για να επιτρέψει τουλάχιστον το 90% της συσσώρευσης φόρτισης. Με το παραπάνω κύκλωμα ταχείας φόρτισης μπαταρίας το ίδιο θα μπορούσε να γίνει εντός 5 ωρών από το χρόνο, δηλαδή 50% πιο γρήγορα.

Λίστα ανταλλακτικών

R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10k προεπιλογές
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = SPDT 12V ρελέ βαθμολογία επαφής 10amp
D1 --- D4 = 1N4007
Δίοδος zener Z1 = 6V, 1/2 watt
A1 --- A4 = LM324 IC