Un circuit de carregador de bateria ràpid carrega una bateria amb una velocitat millorada de manera que es carrega en menys temps que el període especificat. Normalment, això es fa mitjançant una optimització o control actuals.
Mentre buscava un circuit de carregador ràpid que carregés la bateria ràpidament, em vaig trobar amb un parell de dissenys que no només eren inútils, sinó que també eren enganyosos. Semblava que els autors en qüestió no tenien ni idea de com ha de ser un carregador ràpid.
Objectiu
El principal objectiu aquí és aconseguir una càrrega ràpida a les bateries de plom àcid sense causar danys a les seves cèl·lules.
Normalment, a temperatures atmosfèriques de 25 graus centígrads, se suposa que es carrega una bateria de plom àcid a una velocitat C / 10, que trigaria almenys de 12 a 14 hores a carregar-se completament. Aquí C = Ah valor de la bateria
L’objectiu del concepte que es presenta aquí és fer aquest procés un 50% més ràpid i permetre que la càrrega finalitzi en 8 hores.
Tingueu en compte que un El circuit basat en LM338 no es pot utilitzar per augmentar la velocitat de càrrega d’una bateria , mentre que és un gran regulador de voltatge IC , millorar la taxa de càrrega requereix un canvi especial de pas especial en corrent que no es pot fer amb un IC LM338 sol.
El concepte de circuit
Quan parlem de com carregar una bateria ràpidament, òbviament, estem interessats en implementar-la amb bateries de plom àcid, ja que són les que s’utilitzen àmpliament per a gairebé totes les aplicacions generals.
La conclusió de les bateries de plom àcid és que no es pot obligar a carregar ràpidament a menys que el disseny del carregador incorpori un circuits automàtics 'intel·ligents' .
Evidentment, amb una bateria de ions de Li, això es fa molt fàcil aplicant-hi la dosi completa del corrent elevat especificat i tallant-lo tan aviat com arribi al nivell de càrrega complet.
Tanmateix, les operacions anteriors podrien ser fatals si es fan a una bateria de plom àcid, ja que les bateries LA no estan dissenyades per acceptar la càrrega a nivells de corrent elevats contínuament.
Per tant, per tal de pressionar el corrent a un ritme ràpid, aquestes bateries s’han de carregar a un nivell escalonat, en el qual la bateria descarregada s’aplica inicialment amb una elevada velocitat C1, reduïda gradualment a C / 10 i, finalment, un nivell de càrrega degut a mesura que s’acosta la bateria. una càrrega completa a través dels seus terminals. El curs podria incloure un mínim de 3 a 4 passos per garantir la màxima 'comoditat' i seguretat a la durada de la bateria.
Com funciona aquest carregador de bateria de 4 passos
Per implementar un circuit de carregador ràpid de 4 passos, aquí utilitzem el versàtil LM324 per detectar els diferents nivells de tensió.
Els 4 passos inclouen:
1) Càrrega massiva de gran corrent
2) Càrrega massiva actual moderada
3) Càrrega d'absorció
4) Càrrega flotant
El diagrama següent mostra com funciona el fitxer L'IC LM324 es pot connectar com una tensió de bateria de 4 passos supervisar i tallar el circuit.
Esquema de connexions
CONNECTEU UN LED A LA SÈRIE AMB R1, R2, R3, R4, CADA UN PER PODER OBTENIR UNA LECTURA SÍNCRONA DE L’ESTAT DE CARrega DE LA BATERIA. INICIALMENT TOTS ELS LEDS ESTARAN INDICANT LA MÀXIMA CORRÈNCIA, ALeshores SUSPECTIVAMENT ELS LEDS S’APAGARAN UN PER UN FIX QUE EL LED A4 SIGUI QUANT PER INDICAR EL CARREGAMENT DEL SUBMARÍ, I LA BATERIA ESTÀ TOTALMENT CARGADA.
L'IC LM324 és un CI opamp quad, els quatre opamps s'utilitzen per a la commutació seqüencial prevista dels nivells de corrent de sortida.
Els procediments són molt fàcils d’entendre. Els opamps A1 a A2 estan optimitzats per canviar a diferents nivells de voltatge durant la càrrega escalonada de la bateria connectada.
Totes les entrades no inversores dels opamps es fan referència a terra a través del voltatge zener.
Les entrades d'inversió estan lligades amb el subministrament positiu del circuit a través dels presets corresponents.
Si suposem que la bateria és una bateria de 12V amb un nivell de descàrrega d’11V, es pot configurar P1 de manera que el relé només es desconnecti quan la tensió de la bateria arriba a 12V, es pot ajustar P2 per deixar anar el relé a 12,5V, es pot fer P3 per al mateix a 13,5 V i finalment es podria configurar P4 per respondre al Nivell de càrrega completa de la bateria de 14,3 V.
Rx, Ry, Rz tenen els mateixos valors i estan optimitzats per proporcionar a la bateria la quantitat de corrent necessària durant els diferents nivells de tensió de càrrega.
El valor es podria fixar de manera que cada inductor permeti una velocitat de pas de corrent que pugui ser 1/10 de la bateria AH.
Es pot determinar utilitzant la llei d'ohms:
R = I / V
Els valors de Rx, sol o Rx, Ry junts es podrien dimensionar una mica de manera que permetessin relativament més corrent a la bateria durant les fases inicials segons les preferències individuals, i és ajustable.
Com respon el circuit quan s’encén
Després de connectar la bateria descarregada als terminals mostrats quan s’encén l’alimentació:
Totes les entrades inversores opamps experimenten nivells de tensió corresponents inferiors al nivell de referència del voltatge zener.
Això demana que totes les sortides dels opamps siguin elevats i activi els relés RL / 1 a RL / 4.
En la situació anterior, la tensió d’alimentació total de l’entrada s’omple a la bateria a través dels contactes N / O de RL1.
La bateria descarregada ara comença a carregar-se a una velocitat de corrent relativament alta i es carrega ràpidament fins a un nivell per sobre del nivell descarregat fins que la tensió establerta a P1 supera la referència zener.
L'anterior obliga A1 a apagar T1 / RL1.
Ara la bateria està inhibida per obtenir el corrent de subministrament complet, però continua carregant-se amb les resistències paral·leles creades per Rx, Ry, Rz a través dels contactes de relé corresponents.
Això assegura que la bateria es carregui al següent nivell de corrent més alt determinat pel valor net dels tres inductors paral·lels (resistències).
A mesura que la bateria es carrega més, A2 s'apaga al següent nivell de voltatge predeterminat, apagant Rx i convertint Ry, Rz només amb el corrent de càrrega previst a la bateria. Això assegura que el nivell d'amplificador es redueixi corresponentment per a la bateria.
Seguint els procediments segons la càrrega de la bateria al següent nivell superior calculat, A3 s'apaga i permet només que Rz mantingui el nivell de corrent òptim requerit per a la bateria, fins que es carregui completament.
Quan això passa, A4 finalment s'apaga assegurant-se que la bateria està completament apagada després d'assolir la càrrega completa requerida a la velocitat ràpida especificada.
El mètode anterior de càrrega de la bateria en 4 passos garanteix una càrrega ràpida sense perjudicar la configuració interna de la bateria i assegura que la càrrega arribi com a mínim al 95%.
Rx, Ty, Rz es poden substituir per resistències de bobinatge de filferro equivalents, tot i que significaria una certa dissipació de la calor en comparació de les contraparts inductores.
Normalment, s’hauria de carregar una bateria de plom àcid durant unes 10 a 14 hores per permetre almenys el 90% de l’acumulació de càrrega. Amb el circuit de carregador de bateries ràpid anterior es podria fer el mateix en 5 hores, un 50% més ràpid.
Llista de peces
R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10 k presets
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = relés SPDT 12V nominal de contacte de 10 amp
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, díode zener de 1/2 watt
A1 --- A4 = LM324 IC
Disseny de PCB
Aquest és el disseny original de PCB de mida, des del costat de la pista, les resistències d'alt watt no estan incloses en el disseny de PCB.
Anterior: Circuit de transmissor d’1,5 watts Següent: Circuit del mesurador de la força del senyal del satèl·lit
