Κύκλωμα πολλαπλών φορτιστών μπαταρίας χρησιμοποιώντας Dump Capacitor

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε ένα αυτόματο κύκλωμα φορτιστή μπαταρίας χρησιμοποιώντας την έννοια του πυκνωτή απορρίψεων για αυτοανίχνευση και φόρτιση πολλαπλών σετ μπαταριών. Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Michael.

Στόχοι και απαιτήσεις κυκλώματος

  1. Το όνομά μου είναι Michael και μένω στο Βέλγιο.
  2. Βρήκα τον ιστότοπό σας μέσω του google κατά την αναζήτησή μου για φορτιστή μπαταρίας.
  3. Έχω ελέγξει όλα 99 φορτιστές μπαταριών αλλά δεν μπόρεσα να βρω ένα που διατηρεί πολλές μπαταρίες.
  4. Ψάχνω ακόμα για ένα καλό κύκλωμα, επομένως ελπίζω ότι ίσως μπορείτε να με βοηθήσετε.
  5. Στο σπίτι έχουμε μια ποικιλία μπαταριών μολύβδου οξέος και κατά τη διάρκεια του χειμώνα οι περισσότερες παραμελούνται.
  6. Αποτέλεσμα την άνοιξη, ελέγξτε ποια μπαταρία την έκανε και ποια όχι.
  7. Πρόβλημα είναι η ποικιλία των μπαταριών Είμαι ποδηλάτης, τα αδέρφια μου έχουν έναν μικρό εκσκαφέα και τρακτέρ, έχουμε 2 φορτηγά με 2 τροχόσπιτα και εμείς (εγώ, μητέρα, αδελφή, 2 αδέλφια και εκεί φίλες) όλοι έχουμε ένα αυτοκίνητο.
  8. Έτσι, βλέπετε μια μεγάλη ποικιλία μπαταριών, στο παρελθόν αγόρασα έναν έξυπνο φορτιστή 7 σταδίων, αλλά είναι αδύνατο να φροντίσετε όλες τις μπαταρίες χρησιμοποιώντας μόνο έναν φορτιστή.
  9. Έτσι ρωτάω αν θα μπορούσατε να σχεδιάσετε ένα κύκλωμα για μένα.
  10. Με τις ακόλουθες προδιαγραφές:
  11. Διατηρήστε τουλάχιστον 5 ή περισσότερες μπαταρίες ταυτόχρονα.
  12. Ελέγχει την τάση εάν χαμηλή απορρίπτει έναν πυκνωτή στην μπαταρία.
  13. Δυνατότητα χειρισμού χωρητικότητας από 3 Ah έως 200Ah.
  14. Ασφαλής λειτουργία 24/7 χωρίς είσοδο χρήστη.
  15. Μερικά από τα πράγματα που έχω σκεφτεί:
  16. Με τη χρήση της τάπας, δεν υπάρχει ανάγκη για έναν μετασχηματιστή βαρύ ρεύματος, επειδή το φορτίο για τον μετασχηματιστή είναι υπό έλεγχο.
  17. Ένας επιλέξιμος πυκνωτής ανάλογα με τη χωρητικότητα της μπαταρίας.
  18. Ένα πρόβλημα για μένα ήταν να βρω κάτι που θα μπορούσε να ενεργοποιήσει πολλαπλές εξόδους σε μια χρονική βάση (χρησιμοποιώντας ένα lm311 για να ανιχνεύσει την τάση, ένα 555 να απορρίψει χρησιμοποιώντας mosfet).
  19. Ένας δείκτης κάποιου είδους, ο οποίος θα υποδεικνύει ποια μπαταρία χρειάζεται τα περισσότερα χωματερή ή άμεσες απορρίψεις και εντοπίζει τις κακές μπαταρίες.
  20. Εάν πιστεύετε ότι έχω κάνει κάποια λάθη, ή οι απαιτήσεις μου είναι αδύνατες, επιτρέψτε μου τώρα.
  21. Εάν μπορούσατε να εφαρμόσετε επιπλέον χαρακτηριστικά ή χαρακτηριστικά ασφαλείας, δεν σκέφτηκα να μην διστάσετε να προσθέσω ή να τροποποιήσω :)
  22. Είμαι φοιτητής που παίρνει πτυχίο στην Ηλεκτρομηχανική, είμαι ενθουσιώδης ηλεκτρονικός, έχω ένα δωμάτιο γεμάτο με εξαρτήματα και ανταλλακτικά για να παίξω.
  23. Αλλά δεν έχω τις δεξιότητες σχεδιαστών για την κατασκευή κυκλωμάτων για τις ανάγκες μου.
  24. Ελπίζω να προσελκύσω το ενδιαφέρον σας για αυτό το πρόβλημα και ελπίζω να βρείτε τον χρόνο να σχεδιάσετε κάτι για μένα.
  25. Ίσως αυτό το κύκλωμα θα μπορούσε να γίνει αριθμό εκατό στον ιστότοπό σας!
  26. Επίσης, καλή δουλειά με τον ιστότοπό σας και ελπίζω να είναι το καλύτερο για εσάς!

Ο σχεδιασμός

Η ιδέα του κυκλώματος που συζητήθηκε για αυτόματη φόρτιση πολλών μπαταριών με χρήση πυκνωτή απορρίψεων μπορεί ουσιαστικά να χωριστεί σε 3 στάδια:



  1. στάδιο ανιχνευτή συγκριτή opamp
  2. Γεννήτρια διαστήματος ON / OFF IC 555
  3. στάδιο κυκλώματος πυκνωτή απορρίψεων

Τα στάδια του opamp έχουν διαμορφωθεί έτσι ώστε να διατηρούν συνεχή ανίχνευση του επιπέδου φόρτισης της μπαταρίας και αντίστοιχα να εκτελούν τη διακοπή / αποκατάσταση της διαδικασίας φόρτισης στις μπαταρίες που είναι συνδεδεμένες με τις αντίστοιχες εισόδους τους. Η διαδικασία φόρτισης πραγματοποιείται μέσω συστήματος απορρίψεων πυκνωτών.

Ας ξεκαθαρίσουμε λεπτομερώς τα διάφορα stgaes:



Αυτορυθμιζόμενο κύκλωμα φορτιστή 4 μπαταριών Opamp

Το πρώτο στάδιο σε αυτό το σχέδιο είναι το κύκλωμα ανιχνευτή υπερφόρτισης της μπαταρίας opamp, το σχήμα αυτού του σταδίου μπορεί να δει παρακάτω:

Λίστα ανταλλακτικών:

opamps: LM324

προεπιλογές: 10K

zener 6V / 0,5 watt

R5 = 10Κ

δίοδοι = 6Α4 ή σύμφωνα με τις προδιαγραφές φόρτισης

Εδώ θα εξετάσουμε μόνο 4 μπαταρίες και επομένως χρησιμοποιήστε 4 opamps για τις αντίστοιχες περικοπές υπερφόρτισης. Τα A1 έως A4 opamps λαμβάνονται από το quad opamp IC LM324, το καθένα διαμορφωμένο ως συγκριτικά για την ανίχνευση της συνδεδεμένης αντίστοιχης μπαταρίας σε επίπεδα φόρτισης.

Όπως μπορεί να φανεί στο διάγραμμα, οι μη αναστρέψιμες είσοδοι καθενός από τους opamps διαμορφώνονται με τα σχετικά θετικά της μπαταρίας για να επιτρέπουν την απαιτούμενη ανίχνευση των τάσεων της μπαταρίας.

Τα θετικά των μεμονωμένων μπαταριών συνδέονται με την έξοδο του πυκνωτή, την οποία θα συζητήσουμε στο επόμενο μέρος του άρθρου.

Οι αντιστρεπτές ακίδες (-) των opamps έχουν οριστεί σε ένα σταθερό επίπεδο αναφοράς μέσω μιας κοινής δίοδος zener.

Οι προεπιλογές που συνδέονται με το (+) ή τις μη αναστρέψιμες εισόδους των opamps και χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση των ακριβών σημείων ταξιδιού πλήρους φόρτισης σε σχέση με τα αντίστοιχα (-) επίπεδα αναφοράς pin zener.

Οι προεπιλογές ρυθμίζονται έτσι ώστε όταν η σχετική τάση μπαταρίας φτάσει στο επίπεδο πλήρους φόρτισης, η αναλογική τιμή στον πείρο (+) του opamp υπερβαίνει ακριβώς το επίπεδο αναφοράς (-) pin zener.

Η παραπάνω κατάσταση μετατρέπει αμέσως την έξοδο του opamp από το αρχικό 0V σε υψηλή λογική ίση με το επίπεδο τάσης τροφοδοσίας.

Αυτό το υψηλό στην έξοδο opamp ενεργοποιεί ένα κύκλωμα που μπορεί να ελεγχθεί IC 555 έτσι ώστε το IC 555 να έχει τη δυνατότητα να παράγει περιοδικά διαστήματα ON / OFF πάνω από το συνημμένο κύκλωμα απόρριψης πυκνωτή ... η ακόλουθη συζήτηση θα μας εξηγήσει τη διαδικασία:

IC 555 Astable για δημιουργία περιοδικών ON / OFF

Το ακόλουθο σχήμα δείχνει το στάδιο IC 555 που έχει διαμορφωθεί ως αστάθεια για την προβλεπόμενη περιοδική παραγωγή εναλλαγής ON / OFF για το επόμενο κύκλωμα απόρριψης πυκνωτή.

IC 555 Astable για δημιουργία περιοδικών ON / OFF

Λίστα ανταλλακτικών

IC = IC 555

R2 = 22Κ

R1, C2 = υπολογισμός για να λάβετε τον επιθυμητό ρυθμό κύκλου απόρριψης φόρτισης

Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, ο πείρος # 4 που είναι το pinout επαναφοράς του IC 555 συνδέεται με την έξοδο του σχετικού σταδίου opamp.

Κάθε ένα από τα opamps θα έχει τα δικά του ξεχωριστά στάδια IC 555 μαζί με το στάδιο του κυκλώματος απόρριψης πυκνωτή .

Ενώ η μπαταρία βρίσκεται στη διαδικασία φόρτισης και η έξοδος opamp διατηρείται στο μηδέν, το αστάρι IC555 παραμένει απενεργοποιημένο, ωστόσο τη στιγμή που η σχετική συνδεδεμένη μπαταρία φορτιστεί πλήρως και η σχετική έξοδος opamp γίνεται θετική, η συνδεδεμένη αστάθεια IC 555 γίνεται ενεργοποιημένο, γεγονός που προκαλεί τον ακροδέκτη εξόδου # 3 να δημιουργεί περιοδικούς κύκλους ON / OFF.

Ο πείρος # 3 του IC 555 είναι διαμορφωμένος με το δικό του ατομικό κύκλωμα απόρριψης πυκνωτή, το οποίο ανταποκρίνεται στους κύκλους ON / OFF από το στάδιο IC 555 και ξεκινά τη διαδικασία φόρτισης και απόρριψης ενός πυκνωτή σε όλη τη σχετική μπαταρία.

Για να κατανοήσουμε πώς συμπεριφέρεται αυτός ο πυκνωτής απορρίψεων ως απάντηση στους κύκλους ON / OFF IC 555, ίσως χρειαστεί να περάσουμε από την ακόλουθη ενότητα του άρθρου:

Κύκλωμα φορτιστή απορρίψεων πυκνωτή:

Σύμφωνα με το αίτημα, η μπαταρία πρέπει να φορτιστεί μέσω ενός κυκλώματος απόρριψης πυκνωτή και βρήκα το ακόλουθο κύκλωμα, ελπίζω ότι θα έκανε τη δουλειά σύμφωνα με τις προσδοκίες:

Η λειτουργία του κυκλώματος του παραπάνω απεικονιζόμενου κυκλώματος φορτιστή απορρίψεων πυκνωτών μπορεί να μάθει μετά από εξήγηση:

  • Εφόσον το IC 555 παραμένει σε κατάσταση αναπηρίας, το BC547 επιτρέπεται να πάρει την απαιτούμενη πόλωση μέσω της αντίστασης βάσης 1Κ, η οποία με τη σειρά της διατηρεί το συσχετισμένο τρανζίστορ TIP36 στη θέση ΟΝ.
  • Αυτή η κατάσταση επιτρέπει στον πυκνωτή συλλέκτη υψηλής αξίας να φορτιστεί στο μέγιστο επιτρεπόμενο όριό του. Σε αυτήν τη θέση ο πυκνωτής είναι οπλισμένος στη φορτισμένη θέση αναμονής.
  • Τη στιγμή που ενεργοποιείται το στάδιο IC 555 και ξεκινά τον κύκλο ON OFF, οι περίοδοι OFF του κύκλου απενεργοποιούν το ζεύγος OFF BC547 / TIP36 και ανάβουν στην ακραία αριστερή πλευρά TIP36, το οποίο κλείνει και ρίχνει αμέσως τη φόρτιση από τον πυκνωτή στη σχετική μπαταρία θετικός.
  • Ο επόμενος κύκλος ON από το IC 555 επαναφέρει την κατάσταση στις προηγούμενες συνθήκες και φορτίζει τον πυκνωτή 20.000uF, και για άλλη μια φορά, με τον επόμενο κύκλο OFF, ο πυκνωτής επιτρέπεται να αποφορτίσει το φορτίο του μέσω του σχετικού τρανζίστορ TIP36.
  • Αυτή η λειτουργία φόρτισης και απόρριψης εκτελείται συνεχώς έως ότου η αντίστοιχη μπαταρία φορτιστεί πλήρως, αναγκάζοντας τον opamp να απενεργοποιηθεί και ολόκληρη η διαδικασία.

Όλοι οι opamps λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, ανιχνεύοντας τη συνημμένη κατάσταση της μπαταρίας και ξεκινώντας μόνοι σας τις παραπάνω εξηγηθείσες διαδικασίες.

Αυτό ολοκληρώνει την εξήγηση σχετικά με τον προτεινόμενο αυτόματο φορτιστή πολλαπλών μπαταριών χρησιμοποιώντας φόρτιση χωματερή πυκνωτή, εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή αμφιβολίες, μην διστάσετε να επικοινωνήσετε μέσω σχολίων ...




Προηγούμενο: Κύκλωμα ανιχνευτή χρώματος με κωδικό Arduino Επόμενο: Επεξήγηση της μονάδας οδηγού κινητήρα DC L298N