اصنع دائرة شاحن البطارية السريع هذه

تقوم دائرة شاحن البطارية السريع بشحن البطارية بسرعة معززة بحيث يتم شحنها في وقت أقل من الفترة المحددة. يتم ذلك عادةً من خلال التحسين أو التحكم الحالي التدريجي.

أثناء البحث عن دائرة شاحن سريع من شأنها أن تشحن البطارية بسرعة ، صادفت تصميمين لم يكن عديم الفائدة فحسب ، بل كان مضللاً أيضًا. يبدو أن المؤلفين المعنيين ليس لديهم أي فكرة عما يجب أن يكون عليه الشاحن السريع.

هدف

الهدف الرئيسي هنا هو تحقيق الشحن السريع لبطاريات الرصاص الحمضية دون التسبب في أي ضرر لخلاياها.

عادة ، عند درجة حرارة 25 درجة مئوية في الغلاف الجوي ، من المفترض أن يتم شحن بطارية حمض الرصاص بمعدل C / 10 الذي يستغرق ما لا يقل عن 12 إلى 14 ساعة حتى يتم شحن البطارية بالكامل. هنا C = آه قيمة البطارية

الهدف من المفهوم المقدم هنا هو جعل هذه العملية أسرع بنسبة 50٪ وتمكين الشحن من الانتهاء في غضون 8 ساعات.

يرجى ملاحظة أن ملف لا يمكن استخدام الدائرة المستندة إلى LM338 لزيادة معدل شحن البطارية ، بينما هو ملف منظم الجهد الكبير IC ، يتطلب تحسين معدل الشحن أ خطوة حكيمة خاصة التحول الحالية والتي لا يمكن إجراؤها باستخدام LM338 IC وحده.

مفهوم الدائرة

عندما نتحدث عن كيفية شحن البطارية بسرعة ، من الواضح أننا مهتمون بتنفيذ الشيء نفسه مع بطاريات الرصاص الحمضية ، حيث إنها تستخدم على نطاق واسع لجميع التطبيقات العامة تقريبًا.

خلاصة القول مع بطاريات الرصاص الحمضية هي أنه لا يمكن إجبارها على الشحن بسرعة ما لم يشتمل تصميم الشاحن على الدوائر الأوتوماتيكية 'الذكية' .

مع بطارية Li-ion من الواضح أن هذا يصبح سهلاً للغاية عن طريق تطبيق الجرعة الكاملة للتيار العالي المحدد عليها ثم قطعها بمجرد وصولها إلى مستوى الشحن الكامل.

ومع ذلك ، فإن العمليات المذكورة أعلاه قد تكون قاتلة إذا تم إجراؤها على بطارية الرصاص الحمضية لأن بطاريات LA ليست مصممة لقبول الشحن عند المستويات الحالية العالية باستمرار.

لذلك من أجل الضغط على التيار بوتيرة سريعة ، يجب شحن هذه البطاريات على مستوى متدرج ، حيث يتم تطبيق البطارية المفرغة مبدئيًا بمعدل C1 مرتفع ، ثم يتم تقليلها تدريجيًا إلى C / 10 وأخيراً مستوى شحن هزيل مع اقتراب البطارية شحنة كاملة عبر محطاتها. يمكن أن تتضمن الدورة ما لا يقل عن 3 إلى 4 خطوات لضمان أقصى قدر من 'الراحة' والسلامة لعمر البطارية.

كيف يعمل شاحن البطارية هذا المكون من 4 خطوات

لتنفيذ دائرة شاحن سريع من 4 خطوات ، هنا نستخدم LM324 متعدد الاستخدامات لاستشعار مستويات الجهد المختلفة.

تتضمن الخطوات الأربع ما يلي:

1) ارتفاع شحن السائبة الحالية
2) شحن السائبة الحالية المعتدلة
3) شحن الامتصاص
4) تعويم الشحن

يوضح الرسم البياني التالي كيف أن ملف قد يتم توصيل IC LM324 كجهد بطارية 4 خطوات رصد وقطع الدائرة.

مخطط الرسم البياني

يرجى توصيل مصباح LED في سلسلة مع R1 ، R2 ، R3 ، R4 ، كل منها من أجل الحصول على قراءة متزامنة لحالة شحن البطارية. مبدئيًا ، ستشير جميع مصابيح LED إلى الحد الأقصى للتيار ، وبعد ذلك سيتم إيقاف تشغيل مصابيح LED واحدة تلو الأخرى حتى يتبقى A4 فقط عند الإشارة إلى الشحن العائم ، ويتم شحن البطارية بالكامل.

IC LM324 هو رباعي opamp IC الذي يتم استخدام جميع opamps الأربعة للتبديل المتسلسل المقصود لمستويات الإخراج الحالية.

الإجراءات سهلة الفهم. تم تحسين opamps A1 إلى A2 للتبديل عند مستويات جهد مختلفة أثناء الشحن المتدرج للبطارية المتصلة.

تتم الإشارة إلى جميع المدخلات غير المقلوبة لل opamps إلى الأرض من خلال جهد زينر.

ترتبط المدخلات المقلوبة بالإمداد الإيجابي للدائرة عبر الإعدادات المسبقة المقابلة.

إذا افترضنا أن البطارية عبارة عن بطارية بجهد 12 فولت ومستوى تفريغ 11 فولت ، فيمكن ضبط P1 بحيث ينفصل المرحل عندما يصل جهد البطارية إلى 12 فولت ، ويمكن تعديل P2 لتحرير المرحل عند 12.5 فولت ، ويمكن إجراء P3 بالنسبة لـ te نفسه عند 13.5 فولت وأخيراً يمكن تعيين P4 للاستجابة عند بطارية بمستوى شحن كامل 14.3 فولت.

Rx و Ry و Rz لها نفس القيم وتم تحسينها لتزويد البطارية بالكمية المطلوبة من التيار أثناء مستويات جهد الشحن المختلفة.

يمكن إصلاح القيمة بحيث يسمح كل محث بمعدل مرور حالي قد يكون 1/10 من البطارية آه.

يمكن تحديده باستخدام قانون أوم:

R = I / V.

يمكن أن تختلف أبعاد قيم Rx ، بمفردها أو Rx ، Ry معًا قليلاً للسماح بمزيد من الحالي نسبيًا للبطارية خلال المراحل الأولية حسب التفضيلات الفردية ، ويمكن تعديلها.

كيف تستجيب الدائرة عند تشغيلها

بعد توصيل البطارية الفارغة عبر المحطات الموضحة عند تشغيل الطاقة:

تواجه جميع المدخلات العكسية opamps مستويات جهد أقل في المقابل من المستوى المرجعي لجهد زينر.

هذا يدفع جميع مخرجات opamps لتصبح عالية وتنشط المرحلات RL / 1 إلى RL / 4.

في الحالة المذكورة أعلاه ، يتم تجاوز جهد الإمداد الكامل من الإدخال إلى البطارية عبر جهات الاتصال N / O الخاصة بـ RL1.

تبدأ البطارية المفرغة الآن في الشحن بمعدل تيار مرتفع نسبيًا ويتم شحنها بسرعة حتى مستوى أعلى من مستوى التفريغ حتى يتجاوز الجهد المحدد عند P1 مرجع زينر.

ما سبق يفرض على A1 إيقاف التشغيل T1 / RL1.

تم منع البطارية الآن من الحصول على تيار الإمداد الكامل ولكنها تستمر في الشحن بالمقاومات المتوازية التي أنشأتها Rx و Ry و Rz عبر جهات اتصال الترحيل المقابلة.

هذا يضمن أن البطارية مشحونة عند المستوى الحالي الأعلى التالي الذي تحدده القيمة الصافية لثلاثة محاث متوازي (المقاومة).

مع زيادة شحن البطارية ، يتم إيقاف تشغيل A2 عند مستوى الجهد التالي المحدد مسبقًا ، وإيقاف تشغيل Rx وجعل Ry ، Rz فقط مع تيار الشحن المقصود للبطارية. يعمل هذا على التأكد من انخفاض مستوى الأمبير في المقابل للبطارية.

باتباع الإجراءات حيث يتم شحن البطارية إلى المستوى الأعلى المحسوب التالي ، يتم إيقاف تشغيل A3 مما يسمح فقط لـ Rz بالحفاظ على المستوى الحالي الأمثل المطلوب للبطارية ، حتى يتم شحنها بالكامل.

عندما يحدث هذا ، يتم إيقاف تشغيل A4 أخيرًا مع التأكد من إيقاف تشغيل البطارية تمامًا الآن بعد تحقيق الشحن الكامل المطلوب بالسعر السريع المحدد.

تضمن الطريقة المذكورة أعلاه لشحن البطارية المكون من 4 خطوات شحنًا سريعًا دون الإضرار بالتكوين الداخلي للبطارية والتأكد من وصول الشحن إلى 95٪ على الأقل.

يمكن استبدال Rx و Ty و Rz بمقاومات جرح سلكية مكافئة ، ولكن هذا يعني بعض تبديد الحرارة منها مقارنة بنظيراتها من المحرِّض.

عادةً ما يلزم شحن بطارية الرصاص الحمضية لمدة تتراوح من 10 إلى 14 ساعة للسماح بنسبة 90٪ على الأقل من تراكم الشحنة. باستخدام دائرة شاحن البطارية السريع المذكورة أعلاه ، يمكن القيام بنفس الشيء في غضون 5 ساعات من الوقت ، وهذا أسرع بنسبة 50٪.

قائمة الاجزاء

R1 - R5 = 10 كيلو
P1 - P4 = 10 كيلو إعدادات مسبقة
T1 - T4 = BC547
RL / 1 - RL / 4 = مرحلات SPDT 12V بمعدل 10 أمبير
D1 - D4 = 1N4007
Z1 = 6 فولت ، 1/2 واط ديود زينر
A1 - A4 = LM324 إيك

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

هذا هو تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالحجم الأصلي ، من جانب المسار ، لا يتم تضمين مقاومات واط عالية في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور.