Præcis batterikapacitetstesterkreds - Backupstesttester

Det nøjagtige batterikapacitetstesterkredsløb, der er forklaret i den følgende artikel, kan bruges til at teste den maksimale backup-kapacitet for ethvert genopladeligt batteri i realtid.

Af Timothy John

Grundlæggende koncept

Kredsløbet fungerer ved praktisk talt at aflade et fuldt opladet batteri under test gennem konstant strøm, indtil dets spænding når den dybe afladningsværdi.

På dette tidspunkt kredsløbet automatisk afskåret batteriet fra strømforsyningen, mens et tilsluttet kvartsur giver den forløbne tid, som batteriet havde givet backup. Denne forløbne tid på uret informerer brugeren om batteriets nøjagtige kapacitet i forhold til den indstillede afladningsstrøm.

Lad os nu lære den detaljerede funktion af det foreslåede etster-kredsløb med batterikapacitet ved hjælp af følgende punkter:

Design med tilladelse: Elektor Electronics

Hovedfaser i kredsløbet

Idet der henvises til ovenstående skema over batteritest-tidstesteren, kan designet opdeles i 3 trin:

• Konstant strømudladningsfase ved hjælp af IC1b
• Deep Discharge Cut Off Scene ved hjælp af IC1a
• Ekstern 1,5 V afskæringsforsyning til kvartsur

En enkelt dobbelt op forstærker IC LM358 bruges til at implementere begge dele, den konstante strømafladning og den dybe afladningsproces.

Begge op-forstærkere fra IC'et er konfigureret som compartaors.

Komparator op amp IC1b fungerer som en præcis konstant strømudladningsregulator til batteriet.

Sådan fungerer konstant strømafladning

Dummy-udladningsbelastningen i form af modstande R8 til R17 er forbundet mellem MOSFET-kildeterminalen og jordledningen.

Afhængig af den foretrukne afladningsstrøm genereres et ækvivalent spændingsfald på tværs af denne parallelle modstandsbank.

Dette spændingsfald noteres, og det nøjagtige samme potentiale justeres på den ikke-inverterende indgang på IC1b op forstærker gennem den forudindstillede P1.

Nu så længe spændingsfaldet over modstandene er under denne indstillede værdi, forbliver op-amp-udgangen fortsat høj, og MOSFET forbliver tændt og aflader batteriet ved den foretrukne konstante strømhastighed.

Men hvis vi antager, at strømmen har en tendens til at stige på grund af en eller anden grund, øges spændingsfaldet over modstandsbanken også, hvilket får potentialet ved den inverterende pin2 i IC1b til at gå over den ikke-inverterende pin3. Dette vender øjeblikkeligt output fra op-forstærkeren til 0V og slukker for MOSFET.

Når MOSFET er slukket, falder spændingen over modstanden også øjeblikkeligt, og op-forstærkeren tænder MOSFET igen, og denne ON / OFF-cyklus fortsætter med en hurtig hastighed, hvilket sikrer, at den konstante strømafladning opretholdes perfekt ved den forudbestemte niveau.

Sådan beregnes de konstante strømmodstande

Den parallelle modstandsbank, der er tilsluttet ved kildeterminalen på MOSFET T1, bestemmer den konstante strømafladningsbelastning for batteriet.

Dette efterligner den faktiske belastning og afladningshastighed, som batteriet kan blive udsat for under det normale arbejde.

Hvis en blybatteri bruges, så ved vi, at dens ideelle udledningshastighed skal være 10% af Ah-værdien. Forudsat at vi har et 50 Ah batteri, skal afladningshastigheden være 5 ampere. Batteriet kan også aflades ved højere hastigheder, men det kan alvorligt påvirke batteriets levetid negativt, og derfor bliver en 5 amp den ideelle præference.

Nu, for en 5 amp strøm, skal vi indstille modstandsværdien, så den udvikler sig, kan være omkring 0,5 V over sig selv som reaktion på strømmen på 5 amp.

Dette kan hurtigt evalueres gennem Ohms lov:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 ohm

Da der er 10 modstande parallelt, bliver værdien for hver modstand 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Effekt kan beregnes som 0,5 x 5 = 2. 5 watt

Da 10 modstande er parallelle, kan wattforholdet for hver modstand være = 2,5 / 10 = 0,25 watt eller simpelthen 1/4 watt. For at sikre en præcis bearbejdning kan effekten imidlertid øges til 1/2 watt for hver modstand.

Sådan opsættes Deep-Discharge Cut-off

Den dybe afladning afskåret, der bestemmer den laveste spændingstærskel for backup af batteri, håndteres af op amp IC1a.

Det kan indstilles på følgende måde:

Lad os antage, at det laveste afladningsniveau for et 12 V blybatteri er 10 V. Den forudindstillede P2 er indstillet således, at spændingen over K1-stikket producerer nøjagtige 10 V.

Dette betyder, at inverterende pin2 på op-forstærkeren nu er indstillet til en nøjagtig 10 V-reference.

Nu i starten vil batterispændingen være over dette 10 V-niveau, hvilket får pin3-ikke-inverterende indgangsstift til at være højere end pin2. På grund af dette vil udgangen fra IC1a være høj, så relæet kan tændes.

Dette vil igen gøre det muligt for batterispændingen at nå frem til MOSFET til afladningsprocessen.

Endelig, når batteriet aflades under 10 V-mærket, bliver pin3-potentialet for IC1a højere end pin2, hvilket får dets output til at blive nul, og relæet er slukket. Batteriet er afskåret og stoppet fra yderligere afladning.

Sådan måles den forløbne backuptid

For at få en visuel måling af batterikapaciteten med hensyn til den tid, det tager for batteriet at nå det fulde afladningsniveau, er det vigtigt at have en tidsindikator, der viser den forløbne tid fra starten, indtil batteriet har nået den dybe afladning niveau.

Dette kan simpelthen implementeres ved at forbinde ethvert almindeligt kvartsvægur med dets 1,5V batteri fjernet.

Først fjernes 1,5 V-batteriet fra uret, hvorefter batteripolerne tilsluttes K4-stikpunkterne med korrekt polaritet.

Derefter adderes uret til 12 0 ur.

Når kredsløbet er startet, forbinder det andet par af relækontakterne 1,5 V DC fra krydset mellem R7 / D2 og uret.

Dette styrker kvartsuret, så det kan vise den forløbne tid for afladning af batteriet.

Endelig, når batteriet er dybt afladet, skifter relæet og afbryder strømmen til uret. Tiden på uret fryser og registrerer den nøjagtige batterikapacitet eller den reelle backuptid for batteriet.

Testprocedure

Når samlingen af ​​batterikapacitetstesteren er færdig, skal du forbinde følgende tilbehør til de forskellige stik fra K1 til K4.

K1 skal forbindes med et voltmeter til indstilling af dybdeafladningsspændingsniveauet gennem P2-justering.

K2 kan forbindes med et amperemeter for at kontrollere batteriets konstante strømafladning, selvom dette er valgfrit. Hvis der ikke bruges et amperemeter på K2, skal du sørge for at tilføje et ledningsforbindelse på tværs af K2-punkterne.

Batteriet, der testes, skal tilsluttes på tværs af K3 med korrekt polaritet.

Endelig skal et kvartsurets batteripoletter forbindes over K4 som forklaret i det foregående afsnit.

Når de ovennævnte emner er passende integreret, og forudindstillingerne P1 / P2-opsætning som i den foregående forklaring, kan kontakten S1 trykkes for initialisering af testprocessen for batterikapacitet.

Hvis der tilsluttes et amperemeter, begynder det straks at vise den nøjagtige konstante strømafladning som indstillet af MOSFET-kildemodstandene, og kvartsuret begynder at registrere batteriets forløbne tid.