Circuit de carregador de bateria múltiple mitjançant condensador de bolcat

En aquest article intentarem construir un circuit de carregador de bateries automàtic mitjançant el concepte de condensador de bolcat per autodetectar i carregar un conjunt múltiple de bateries. La idea va ser sol·licitada pel senyor Michael.

Objectius i requisits del circuit

1. Em dic Michael i visc a Bèlgica.
2. Vaig trobar el vostre lloc a través de Google durant la cerca d’un carregador de bateria.
3. Ho he comprovat tot 99 carregadors de bateries però no en vaig trobar cap que mantingués diverses bateries.
4. Encara busco un bon circuit, per tant, espero que pugueu ajudar-me.
5. A casa tenim diverses bateries de plom àcid i durant l’hivern es descuiden la majoria.
6. Com a resultat de la primavera, es va comprovar quina bateria la feia i quina no.
7. El problema és la varietat de bateries que sóc motorista, els meus germans tenen una excavadora petita i un tractor, tenim 2 furgonetes amb 2 caravanes i nosaltres (jo, mare, germana, 2 germans i allà noies) tenim un cotxe.
8. Per tant, veieu una àmplia varietat de bateries, en el passat he comprat un carregador intel·ligent de 7 etapes, però és impossible cuidar totes les bateries amb un sol carregador.
9. Així que us pregunto si podríeu dissenyar un circuit per a mi.
10. Amb les especificacions següents:
11. Mantingueu almenys 5 piles o més simultàniament.
12. Comprova la tensió si baixa un condensador a la bateria.
13. Capaç de manejar capacitats de fins a 3 Ah fins a 200 Ah.
14. Funcionament segur les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana sense entrada d’usuari
15. Algunes de les coses que he pensat són algunes:
16. Amb l'ús d'un abocador de taps, no cal un transformador de xarxa pesat, ja que la càrrega del transformador està sota control.
17. Un condensador seleccionable en funció de la capacitat de la bateria.
18. Un problema per a mi va ser trobar alguna cosa que pogués activar diverses sortides en una base de temps (utilitzant un lm311 per detectar el voltatge, un 555 per abocar-lo amb un mosfet).
19. Un indicador d’alguna mena, que indicarà quina bateria necessitava més abocadors o abocadors immediats i localitzarà les bateries defectuoses.
20. Si creieu que he comès alguns errors o els meus requisits són impossibles, permeteu-me-ho ara.
21. Si poguéssiu implementar funcions o funcions de seguretat addicionals, no vaig pensar en no dubtar en afegir o modificar :)
22. Sóc un estudiant que es llicencia en electromecànica, sóc un entusiasta de l'electrònica, tinc una sala plena de components i peces per jugar.
23. Però em falten les habilitats de dissenyador per construir circuits per a les meves necessitats.
24. Espero haver atret el vostre interès per aquest problema i espero que trobeu el temps per dissenyar alguna cosa per a mi.
25. Potser aquest circuit podria arribar a ser el número cent del vostre lloc.
26. També un gran treball amb el vostre lloc i espero que sigui el millor per a vosaltres.

El disseny

El concepte de circuit discutit per carregar automàticament diverses bateries mitjançant condensador de descàrrega es pot dividir fonamentalment en 3 etapes:

1. etapa de detector comparador opamp
2. Generador d'interval IC 555 ON / OFF
3. bolcat del circuit del condensador

Les fases opamp estan configurades per mantenir una detecció contínua del nivell de càrrega de la bateria i, de manera corresponent, executen el tall / restauració del procés de càrrega a través de les bateries connectades amb les seves entrades rellevants. El procés de càrrega es realitza mitjançant un sistema de bolcada de condensadors.

Subsentem els diversos stgaes de manera elaborada:

Circuit de carregador Opamp de 4 bateries autoregulables

La primera etapa d’aquest disseny és el circuit del detector de sobrecàrrega de la bateria opamp; l’esquema d’aquesta etapa es pot veure a continuació:

Llista de peces:

opamps: LM324

presets: 10K

zener 6V / 0,5 watts

R5 = 10.000

díodes = 6A4 o segons les especificacions de càrrega

Aquí considerarem només 4 bateries, i per tant utilitzeu 4 opamps per als respectius talls de sobrecàrrega. Els opamps A1 a A4 es prenen del quad opamp IC LM324, cadascun configurat com a compartidors per detectar la bateria corresponent adjunta sobre els nivells de càrrega.

Com es pot veure al diagrama, les entrades no inversores de cadascun dels opamps estan configurades amb els positius de la bateria pertinents per permetre la detecció necessària de les tensions de la bateria.

Els aspectes positius de les bateries individuals estan connectats amb la sortida de bolcat del condensador, que parlarem a la part posterior de l'article.

Els pins d'inversió (-) dels opamps es designen a un nivell de referència fix mitjançant un únic díode zener comú.

Els valors predefinits connectats amb les entrades (+) o no inversores de les opamps i s’utilitzen per configurar els punts de sortida precisos de càrrega completa respecte als corresponents nivells de referència de pin zener (-).

Els valors predefinits es configuren de manera que, quan la tensió de la bateria corresponent assoleix el nivell de càrrega total, el valor proporcional al pin (+) de l’opamp només supera el nivell de referència (-) pin zener.

La situació anterior converteix instantàniament la sortida de l'opamp del seu 0V inicial a una lògica elevada igual al nivell de tensió d'alimentació.

Aquesta pujada a la sortida opamp provoca un circuit compatible amb IC 555 de manera que l'IC 555 està habilitat per produir intervals periòdics d'encesa / apagada sobre el circuit de bolcat del condensador connectat ... la següent discussió ens explicarà el procediment:

IC 555 Estable per generar ON / OFF periòdic

El següent esquema mostra l'etapa IC 555 configurada com a astable per a la generació de commutació periòdica ON / OFF prevista per al següent circuit de bolcada del condensador.

Llista de peces

IC = IC 555

R2 = 22K

R1, C2 = calcula per obtenir la velocitat de cicle de bolcat de càrrega desitjada

Com es mostra al diagrama anterior, el pin # 4, que és el pinout de restabliment de l'IC 555, està connectat amb la sortida de l'etapa opamp corresponent.

Cadascun dels opamps tindrà les seves pròpies etapes IC 555 separades juntament amb l’etapa del circuit de bolcat del condensador .

Mentre la bateria està en procés de càrrega i la sortida opamp es manté a zero, l'IC 555 astable es manté desactivat, però, en el moment en què la bateria connectada corresponent es carrega completament i la sortida opamp corresponent es torna positiva, l'IC 555 astable connectat es converteix en activat, cosa que provoca que el seu pin de sortida # 3 generi cicles ON / OFF periòdics.

El pin núm. 3 de l'IC 555 està configurat amb el seu propi circuit de bolcada de condensadors, que respon als cicles ON / OFF des de l'etapa IC 555 i comença el procés de càrrega i abocament d'un condensador a la bateria corresponent.

Per entendre com es comporta aquest condensador de bolcat en resposta als cicles IC 555 ON / OFF, haurem de passar per la següent secció de l'article:

Circuit del carregador de bolcat del condensador:

Segons la sol·licitud, es requereix que la bateria es carregui mitjançant un circuit de descàrrega de condensadors, i vaig arribar al següent circuit, espero que faci la feina segons les expectatives:

El funcionament del circuit del circuit del carregador de bolcat del condensador mostrat anteriorment es pot aprendre després de l’explicació:

• Mentre l'IC 555 es mantingui en estat desactivat, el BC547 pot obtenir la polarització necessària a través de la seva resistència base 1K, que al seu torn manté el transistor TIP36 associat a la posició ON.
• Aquesta situació permet que el condensador col·lector d’alt valor es carregui fins al límit màxim permès. En aquesta posició, el condensador està armat a la posició de reserva carregada.
• En el moment en què l’etapa IC 555 s’activa i comença el seu cicle ON OFF, els períodes d’APAGAT del cicle apaguen el parell BC547 / TIP36 i activen el TIP36 del costat extrem esquerre, que es tanca instantàniament i aboca la càrrega del condensador a la bateria associada. positiu.
• El pròxim cicle ON de l’IC 555 reverteix la situació en les condicions anteriors i carrega el condensador de 20.000 uF i, una vegada més, amb el següent cicle OFF següent, es permet que el condensador bolqui la seva càrrega a través del transistor TIP36 corresponent.
• Aquesta operació de càrrega i abocament es duu a terme contínuament fins que la bateria corresponent es carrega completament, cosa que obliga l’OPAM a apagar-se per si mateix i durant tot el procés.

Totes les opamps funcionen de la mateixa manera, en detectar l’estat de la bateria connectada i iniciar automàticament els procediments explicats anteriorment.

D’aquesta manera es conclou l’explicació sobre el carregador automàtic de bateries múltiple proposat mitjançant la càrrega de bolcat de condensadors, si teniu dubtes o dubtes, no dubteu a comunicar-vos mitjançant comentaris ...