Et hurtigt batteriopladekredsløb oplader et batteri med forbedret hastighed, så det oplades på kortere tid end den angivne periode. Dette gøres normalt gennem en trinvis strømoptimering eller kontrol.
Mens jeg ledte efter et hurtigt opladerkredsløb, der hurtigt ville oplade et batteri, stødte jeg på et par designs, der ikke kun var ubrugelige, men også vildledende. Det så ud til, at de berørte forfattere ikke havde nogen idé om, hvordan en hurtigoplader faktisk skulle være.
Objektiv
Hovedformålet her er at opnå hurtig opladning i blybatterier uden at skade dets celler.
Normalt skal der ved 25 ° C atmosfæriske temperaturer oplades et blysyrebatteri med en C / 10-hastighed, hvilket ville tage mindst 12 til 14 timer for batteriet at blive fuldt opladet. Her er C = Ah-værdi for batteriet
Målet med konceptet, der præsenteres her, er at gøre denne proces 50% hurtigere og gøre det muligt for opladningen at afslutte inden for 8 timer.
Bemærk, at en LM338-baseret kredsløb kan ikke bruges til at øge opladningshastigheden for et batteri , mens det er en stor spændingsregulator IC , at forbedre opladningshastigheden kræver en speciel trinvis overgang i øjeblikket, hvilket ikke kan udføres ved hjælp af en LM338 IC alene.
Kredsløbskonceptet
Når vi snakker om, hvordan man hurtigt oplader et batteri, er vi naturligvis interesserede i at implementere det samme med blybatterier, da det er dem, der bruges i vid udstrækning til næsten alle generelle applikationer.
Den nederste linje med blybatterier er, at disse ikke kan tvinges til at oplades hurtigt, medmindre opladerdesignet indeholder en 'intelligente' automatiske kredsløb .
Med et Li-ion-batteri bliver det naturligvis ret nemt ved at anvende den fulde dosis af den specificerede høje strøm på det og derefter afskære, så snart det når det fulde opladningsniveau.
Ovenstående operationer kan dog betyde fatale, hvis det gøres med et blysyrebatteri, da LA-batterier ikke er designet til kontinuerligt at acceptere opladning ved høje strømniveauer.
For at kunne presse strøm i et hurtigt tempo skal disse batterier oplades på et trinvist niveau, hvor det afladede batteri oprindeligt påføres med en høj C1-hastighed, gradvist reduceret til C / 10 og til sidst et vedvarende opladningsniveau, når batteriet nærmer sig fuld opladning på tværs af terminalerne. Kurset kunne omfatte mindst 3 til 4 trin for at sikre maksimal 'komfort' og sikkerhed for batteriets levetid.
Sådan fungerer denne 4-trins batterioplader
Til implementering af et 4-trins hurtigopladerkredsløb benytter vi den alsidige LM324 til at registrere de forskellige spændingsniveauer.
De 4 trin inkluderer:
1) Bulkopladning med høj strøm
2) Moderat nuværende bulkopladning
3) Absorptionsopladning
4) Flydeafladning
Følgende diagram viser, hvordan IC LM324 kan forbindes som en 4-trins batterispænding overvåge og afbryde kredsløb.
Kredsløbsdiagram
TILSLUT EN LED i SERIEN MED R1, R2, R3, R4, HVER FOR AT FÅ EN SYNKRONÆS LÆSNING AF BATTERIETS LADESTATUS. OPLYSNINGSLIGE LEDER VÆRER INDIKATIVT I MAKSIMAL STRØM, DERNA SLUKKER LEDERNE EN FOR EN TIL KUN A4-LED BLIVER VED INDIKERING AF FLOADOPLADNING OG BATTERIET FULDT OPLADET.
IC LM324 er quad opamp IC, hvis alle de fire opamper bruges til den tilsigtede sekventielle skift af udgangsstrømniveauerne.
Proceduren er meget let at forstå. opamps A1 til A2 er optimeret til at skifte ved forskellige spændingsniveauer i løbet af den trinvise opladning af det tilsluttede batteri.
Alle de ikke-inverterende indgange fra opamperne henvises til jord gennem zenerspændingen.
De inverterende indgange er bundet til den positive forsyning af kredsløbet via de tilsvarende forudindstillinger.
Hvis vi antager, at batteriet er et 12V batteri med et afladningsniveau på 11V, kan P1 indstilles således, at relæet bare afbrydes, når batterispændingen når 12V, P2 kan justeres til at frigive relæet ved 12,5V, P3 kan gøres for samme ved 13,5 V og til sidst kunne P4 indstilles til at reagere på batteriets fulde opladningsniveau på 14,3V.
Rx, Ry, Rz har samme værdier og er optimeret til at give batteriet den krævede mængde strøm under de forskellige opladningsspændingsniveauer.
Værdien kunne fastlægges således, at hver induktor tillader en aktuel passagehastighed, der kan være 1/10 af batteriets AH.
Det kan bestemmes ved hjælp af ohmsloven:
R = I / V
Værdierne for Rx, alene eller Rx, Ry sammen kunne dimensioneres lidt anderledes for at give relativt mere strøm til batteriet i de indledende faser i henhold til individuelle præferencer og kan tweakable.
Hvordan kredsløbet reagerer, når det er tændt
Efter tilslutning af det afladede batteri over de viste terminaler, når der tændes for strømmen:
Alle de inverterende inputs til opamps oplever et tilsvarende lavere spændingsniveau end zenerspændingens referenceniveau.
Dette beder alle udgange fra opamperne om at blive høje og aktiverer relæerne RL / 1 til RL / 4.
I ovenstående situation overføres den fulde forsyningsspænding fra indgangen til batteriet via N / O-kontakterne på RL1.
Det afladede batteri begynder nu at oplades med en relativt ekstrem høj strømhastighed og oplades hurtigt op til et niveau over det afladede niveau, indtil den indstillede spænding ved P1 overstiger zener-referencen.
Ovenstående tvinger A1 til at slå T1 / RL1 fra.
Batteriet er nu forhindret i at få den fulde forsyningsstrøm, men holder opladning med de parallelle modstande skabt af Rx, Ry, Rz via de tilsvarende relækontakter.
Dette sikrer, at batteriet oplades ved det næste højere strømniveau bestemt af de tre parallelle induktorens nettoværdier (modstande).
Når batteriet oplades yderligere, lukker A2 ned ved det næste forudbestemte spændingsniveau, slukker for Rx og gengiver kun Ry, Rz med den tilsigtede ladestrøm til batteriet. Dette sørger for, at forstærkerniveauet reduceres tilsvarende for batteriet.
Efter procedurerne, når batteriet oplades til det næste beregnede højere niveau, slukkes A3, så kun Rz kan opretholde det krævede optimale strømniveau for batteriet, indtil det bliver fuldt opladet.
Når dette sker, slukkes A4 til sidst og sørger for, at batteriet nu er helt slukket, når den krævede fulde opladning er nået med den specificerede hurtige hastighed.
Ovenstående metode til 4-trins batteriopladning sikrer hurtig opladning uden at skade batteriets interne konfiguration og sørger for, at opladningen når mindst 95%.
Rx, Ty, Rz kan erstattes med ækvivalente trådviklede modstande, men det vil betyde en vis varmeafledning fra dem sammenlignet med induktorens modstykker.
Normalt skal et blysyrebatteri oplades i ca. 10 til 14 timer for at tillade mindst 90% af akkumuleringen af opladningen. Med ovenstående hurtige batteriopladerkredsløb kunne det samme gøres inden for 5 timer, det er 50% hurtigere.
Liste over dele
R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10k forudindstillinger
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = SPDT 12V relæer 10amp kontakt klassificering
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, 1/2 watt zenerdiode
A1 --- A4 = LM324 IC
PCB-design
Dette er den oprindelige størrelse printkortlayout, fra sporets side, de høje wattmodstande er ikke inkluderet i printkortdesignet.
Forrige: 1,5 watt senderkredsløb Næste: Satellit signalstyrke meter kredsløb
