Následující 5 verzí 6 voltových obvodů nabíječky baterií 4 AH jsem navrhl já a zveřejnil jsem je zde v reakci na požadavek pana Raja, pojďme se naučit celou konverzaci.
Technické specifikace
„Vážený pane, pošlete prosím obvod pro nabíjení 6voltové olověné baterie 3,5 Ah z 12voltové baterie. Jakmile je baterie plně nabitá, měla by se nabíjení automaticky zastavit.
Chcete-li zastavit nabíjení, použijte místo tranzistoru tranzistor a také mi řekněte, jak použít 12voltové relé pro stejný obvod.
Vysvětlete, která je bezpečná a trvanlivá buď pro relé nebo tranzistor pro přerušení nabíjení. (V současné době nabíjím výše uvedenou baterii pouhým použitím LM317 s 220 ohmovými a 1 kiloohmovými odpory a pár kondenzátorem.) Čekám na váš článek, děkuji.
Design
Následující obvod ukazuje jednoduchý automatický obvod nabíječky 6 voltů 4 až 10 AH pomocí a 12voltové relé , určené k automatickému přerušení napájení z baterie, jakmile je dosaženo úplné úrovně nabití baterie.
Jak to funguje
Za předpokladu, že k obvodu není připojena žádná baterie, při zapnutí napájení bude kontakt relé v poloze N / C a žádný proud nebude schopen dosáhnout Obvod IC 741 .
Nyní, když je připojena baterie, napájení z baterie aktivuje obvod a za předpokladu, že je baterie ve vybitém stavu, bude pin # 2 nižší než pin # 3, což způsobí vysokou hodnotu na pin # 6 IC. Tím se zapne budič tranzistorového relé, který následně přepne kontakt relé z N / C na N / O připojením nabíjecího zdroje k baterii.
Baterie se nyní začne pomalu nabíjet a jakmile její svorky dosáhnou 7 V, bude mít pin # 2 tendenci být vyšší než pin # 3, což způsobí, že pin # 6 IC bude nízký, vypne relé a přeruší napájení na baterie.
Stávající nízká úroveň na kolíku # 6 také způsobí, že kolík # 3 bude trvale spojen s propojenou diodou 1N4148, a tím dojde k zablokování systému, dokud nebude napájení vypnuto a znovu zapnuto.
Pokud si nepřejete mít toto západkové uspořádání, můžete velmi dobře eliminovat zpětnovazební diodu 1N4148.
Poznámka : Sekce LED indikátorů pro všechny 3 následující diagramy byla nedávno upravena po praktickém testování a potvrzení
Okruh č. 1
PŘIPOJTE PROSÍM 10UF PŘES PIN2 A PIN4, TAKŽE VÝSTUP OP AMP VŽDY ZAČÍNÁ S 'VYSOKÝM' ZAPNUTÍM ZAPNUTÍ
Následující obvod ukazuje jednoduchý automatický obvod nabíječky baterií 6 V 4 AH bez použití relé, spíše přímo přes tranzistor, můžete BJT nahradit mosfetem, abyste také umožnili nabíjení na vysoké úrovni Ah.
Návrh desky plošných spojů pro výše uvedený obvod
K návrhu rozložení PCB přispěl jeden z vášnivých stoupenců tohoto webu, pan Jack009
Okruh č. 2
PŘIPOJTE PROSÍM 10UF PŘES PIN2 A PIN4, TAKŽE VÝSTUP OP AMP VŽDY ZAČÍNÁ S 'VYSOKÝM' ZAPNUTÍM ZAPNUTÍ
Aktualizace:
Výše uvedený tranzistorový obvod nabíječky 6V má chybu. Na úrovni plného nabití, jakmile je TIP122 odpojen záporný pól baterie, je tento záporný pól baterie také odpojen pro obvod IC 741.
To znamená, že IC 741 nyní není schopen sledovat proces vybíjení baterie a nebude schopen obnovit nabíjení baterie, když baterie dosáhne spodní prahové hodnoty pro vybíjení?
Abychom to napravili, musíme se ujistit, že na úrovni plného nabití je záporný pól baterie odpojen pouze od napájecího vedení, a nikoli od vedení obvodu IC 741.
Následující obvod opravuje tuto chybu a zajišťuje, že IC741 je schopen za všech okolností nepřetržitě monitorovat a sledovat stav baterie.
PŘIPOJTE PROSÍM 10UF PŘES PIN2 A PIN4, TAKŽE VÝSTUP OP AMP VŽDY ZAČÍNÁ S 'VYSOKÝM' ZAPNUTÍM ZAPNUTÍ
Jak nastavit obvod
Zpočátku nechejte zpětnovazební rezistor pin6 odpojený a bez připojení baterie upravte R2 tak, abyste na výstupu LM317 (přes katodu 1N5408 a zemní vedení) dostali přesně 7,2 V pro napájení obvodu IC 741.
Nyní si jednoduše zahrajte s předvolbou 10k a určete pozici, kde ČERVENÉ / ZELENÉ LED diody pouze přetáčejí / propadají nebo mění nebo přepínají mezi svým osvětlením.
Tuto polohu v rámci přednastavené úpravy lze považovat za mezní nebo mezní bod.
Opatrně jej upravte do bodu, ve kterém se ČERVENÁ LED v prvním okruhu právě rozsvítí ...... ale u druhého obvodu by to měla být zelená LED, která má svítit.
Mezní bod je nyní nastaven pro obvod, utěsní přednastavení v této poloze a znovu připojí odpor pin6 přes zobrazené body.
Váš obvod je nyní nastaven na nabíjení jakékoli baterie 6V 4 AH nebo jiných podobných baterií s funkcí automatického vypnutí, jakmile nebo kdykoli se baterie plně nabije na výše uvedených 7,2V.
Oba výše uvedené obvody budou fungovat stejně dobře, ale horní obvod lze změnit tak, aby zvládl vysoké proudy až do 100 a 200 AH pouhou úpravou IC a relé. Dolní obvod může být proveden tak, aby to dělal pouze do určitého limitu, může být až do 30 A nebo tak.
Druhý okruh shora byl úspěšně sestaven a otestován společností Dipto, která je vášnivým čtenářem tohoto blogu, níže uvedené obrázky prototypu solární nabíječky 6V lze vidět níže:
Přidání aktuálního ovládacího prvku:
Automatický regulátor regulace proudu Tuto funkci lze přidat do výše uvedených návrhů jednoduchým zavedením obvodu BC547, jak je znázorněno v následujícím schématu:
Okruh č. 3
PŘIPOJTE PROSÍM 10UF PŘES PIN2 A PIN4, TAKŽE VÝSTUP OP AMP VŽDY ZAČÍNÁ S 'VYSOKÝM' ZAPNUTÍM ZAPNUTÍ
Rezistor pro snímání proudu lze vypočítat pomocí jednoduchého vzorce Ohmova zákona:
Rx = 0,6 / maximální nabíjecí proud
Zde 0,6 V znamená spouštěcí napětí levého tranzistoru BC547, zatímco maximální nabíjecí proud znamená maximální bezpečné nabíjení baterie, které může být 400 mA pro olověnou baterii 4AH.
Řešení výše uvedeného vzorce nám tedy dává:
Rx = 0,6 / 0,4 = 1,5 ohmu.
Watt = 0,6 x 0,4 = 0,24 W nebo 1/4 W
Přidáním tohoto odporu zajistíte, že rychlost nabíjení bude plně kontrolována a že nikdy nebude překročena specifikovaná mez bezpečného nabíjecího proudu.
Videoklip o testu:
Následující videoklip ukazuje testování výše uvedeného obvodu automatické nabíječky v reálném čase. Vzhledem k tomu, že jsem neměl 6V baterii, testoval jsem design na 12V baterii, což nedělá žádný rozdíl, a je to všechno o nastavení předvolby odpovídajícím způsobem pro 6V nebo 12V baterii podle preferencí uživatele. Výše uvedená konfigurace obvodu nebyla nijak změněna.
Obvod byl nastaven na odpojení při 13,46 V, které bylo vybráno jako úroveň odpojení při plném nabití. To bylo provedeno, aby se ušetřil čas, protože skutečná doporučená hodnota 14,3 V mohla zabrat spoustu času, a proto jsem rychle zvolil 13,46 V jako vysokou mezní hodnotu.
Je však třeba poznamenat, že zde nebyl použit zpětnovazební rezistor a aktivace spodní prahové hodnoty byla obvodem automaticky implementována při 12,77 V podle přirozené hysterezní vlastnosti IC 741.
6V nabíječka Design # 2
Zde je další jednoduchý, ale přesný automatický regulovaný obvod nabíječky 6V olověných akumulátorů, který vypne proud do baterie, jakmile baterie dosáhne plného nabití. Svítící LED na výstupu indikuje plně nabitý stav baterie.
Jak to funguje
OBVODOVÝ DIAGRAM lze pochopit v následujících bodech:
Řízení a regulace napětí je v zásadě prováděno univerzálním pracovním koněm IC LM 338.
Na vstup IC je přivedeno vstupní stejnosměrné napájecí napětí v rozsahu 30. Napětí může být odvozeno ze sítě transformátorů, můstků a kondenzátorů.
Hodnota R2 je nastavena na získání požadovaného výstupního napětí v závislosti na nabitém napětí baterie.
Pokud je třeba nabít 6voltovou baterii, vybere se R2, aby na výstupu produkovala napětí kolem 7 voltů, u 12voltové baterie 14 voltů a u 24voltové baterie se nastavení provádí kolem 28 voltů.
Výše uvedená nastavení se starají o napětí, které je třeba přivést na nabitou baterii, ale vypínací napětí nebo napětí, při kterém by měl obvod přerušit, se nastaví úpravou 10 K nebo předvolby.
Předvolba 10K je spojena s obvodem zahrnujícím IC 741, který je v zásadě konfigurován jako komparátor.
Invertující vstup IC 741 je upnut na pevné referenční napětí 6 pomocí 10K rezistoru.
S odkazem na toto napětí se vypínací bod nastavuje pomocí předvolby 10 K připojené přes neinvertující vstup IC.
Výstupní zdroj z IC LM 338 jde na kladnou baterii pro její nabíjení. Toto napětí funguje také jako snímací a provozní napětí pro IC 741.
Podle nastavení předvolby 10 K, když napětí baterie během procesu nabíjení dosáhne nebo překročí prahovou hodnotu, výstup IC 741 jde vysoko.
Napětí prochází LED a dosahuje základny tranzistoru, který zase vede a vypíná IC LM 338.
Napájení baterie je okamžitě přerušeno.
Svítící LED indikuje nabitý stav připojené baterie.
Obvod č. 4
Tento obvod automatické nabíječky baterií lze použít k nabíjení všech olověných nebo SMF baterií s napětím mezi 3 a 24 volty.
Výše uvedený obvod byl některými čtenáři shledán ne tak uspokojivým, proto jsem výše uvedený obvod upravil pro lepší a zaručené fungování. Láskavě si všimněte upraveného designu na níže uvedeném obrázku.
Návrh desky plošných spojů pro výše uvedený dokončený obvod automatické nabíječky baterií 6V, 12V, 24V
Obvod solární nabíječky baterií 6 V s ochranou proti nadproudu
Zatím jsme se naučili, jak jednoduchý obvod nabíječky baterií 6 V s nadproudovou ochranou pomocí síťového vstupu. V následující diskusi se pokusíme pochopit, jak by bylo možné nakonfigurovat totéž ve spojení se solárním panelem a také se vstupem adaptéru AC / DC.
Obvod také zahrnuje funkci indikace stavu baterie ve 4 stupních, stupeň nadproudového ovladače, automatické vypnutí pro nabíjení zátěže a baterie a také samostatnou zásuvku pro nabíjení mobilního telefonu. Nápad požadoval pan Bhushan Trivedi.
Technické specifikace
Zdravím, věřím, že se máš dobře. Jsem Bhushan a v současné době pracuji na hobby projektu. Jsem velmi ohromen znalostmi, které sdílíte na svém blogu, a doufal jsem, že byste mě chtěli svým projektem trochu vést.
Můj projekt spočívá v nabíjení 6V 4,5 Ah uzavřené baterie s mřížkou a solárním panelem.
Tato baterie bude napájet LED světla a nabíjecí bod mobilního telefonu. Baterie bude ve skutečnosti uložena v krabici. a box bude mít dva vstupy pro nabíjení baterie. Tyto dva vstupy jsou solární (9 V) a střídavý (230 V) pro nabíjení 6V baterie.
K automatickému přepínání nedojde. Je to jako uživatel má možnost nabíjet baterii ze solární energie nebo ze sítě. ale obě možnosti vstupu musí být k dispozici.
Například pokud v deštivý den nebo z nějakého důvodu nelze baterii nabít ze solárního panelu, mělo by se provést nabíjení ze sítě.
Hledám tedy možnost obou vstupů do baterie. Nic zde není automatické Indikátor stavu baterie by měl na úrovni baterie indikovat červeně, žlutě a zeleně.
Automatické odpojení baterie poté, co napětí poklesne o určité limity, aby byla zajištěna dlouhá životnost baterie. K tomuto e-mailu připojuji krátké prohlášení o problému.
Hledám obvod pro uspořádání zobrazené v něm. Rád bych o tom slyšel
S přátelským pozdravem,
Bhushan
Pátý design
Požadovaný obvod nabíječky solárních baterií 6 V lze vidět na níže uvedeném schématu.
S odkazem na diagram lze různé fáze pochopit pomocí následujících bodů:
IC LM317, což je standardní IC regulátor napětí, je nakonfigurován tak, aby produkoval pevný 7V výstup určený odporem 120 ohmů a 560 ohmů.
Tranzistor BC547 a jeho základní 1 ohmový rezistor zajišťují, že nabíjecí proud k baterii 6V / 4,5AH nikdy nepřekročí optimální značku 500mA.
Výstup stupně LM317 je přímo spojen s 6V baterií pro zamýšlené nabíjení baterie.
Vstup do tohoto integrovaného obvodu je volitelný pomocí přepínače SPDT, a to buď z daného solárního panelu, nebo z adaptéru AC / DC, podle toho, zda solární panel vyrábí dostatečné napětí nebo ne, což lze monitorovat voltmetrem připojeným přes výstup kolíky IC LM317.
Čtyři opampové z IC LM324, což je čtyřnásobný operační zesilovač v jednom balení jsou zapojeny jako komparátory napětí a vytvářejí vizuální indikace pro různé úrovně napětí v kterémkoli okamžiku, během procesu nabíjení nebo během procesu vybíjení prostřednictvím připojeného panelu LEd nebo jakékoli jiné zátěže.
Všechny invertující vstupy operačních zesilovačů jsou upnuty na pevnou referenci 3 V prostřednictvím příslušné zenerovy diody.
Neinvertující vstupy operačních zesilovačů jsou individuálně připojeny k předvolbám, které jsou vhodně nastaveny tak, aby reagovaly na příslušné úrovně napětí tím, že jejich výstupy budou postupně vysoké.
Indikace toho samého lze sledovat pomocí připojených barevných LED.
Žlutou LED spojenou s A2 lze nastavit pro indikaci mezní hodnoty nízkého napětí. Když tato LED zhasne (rozsvítí se bílá), je tranzistor TIP122 blokován ve vedení a přeruší napájení zátěže, čímž je zajištěno, že se baterie nikdy nebude moci vybít na nebezpečná neobnovitelná omezení.
LED dioda A4 indikuje horní úroveň úplného nabití baterie ... tento výstup lze přivést k základně tranzistoru LM317, aby se odpojilo nabíjecí napětí baterie, aby se zabránilo přebíjení (volitelně).
Vezměte prosím na vědomí, že protože A2 / A4 nemá zahrnutou hysterezi, může způsobit oscilace na mezních hodnotách, což nemusí nutně znamenat problém nebo ovlivnit výkon nebo životnost baterie.
Okruh č. 5
Přidání automatického vypnutí VYP na plné nabití baterie
Upravený diagram s automatickým ořezáváním přebití lze implementovat připojením výstupu A4 k BC547.
Ale nyní bude současný vzorec omezujícího odporu následující:
R = 0,6 + 0,6 / maximální nabíjecí proud
Zpětná vazba od pana Bhushana
Velice vám děkuji za vaši trvalou podporu a výše uvedené návrhy obvodů.
Nyní mám několik drobných změn v designu, o které bych vás chtěl požádat, abyste je začlenili do designu obvodu. Chtěl bych vyjádřit, že náklady na PCB a komponenty jsou velkým problémem, ale chápu, že kvalita je také velmi důležitá.
Proto vás žádám, abyste dosáhli jemné rovnováhy mezi výkonem a náklady na tento okruh. Takže pro začátek máme tento BOX, ve kterém bude umístěna 6V 4,5 Ah SMF olověná baterie a také PCB.
Baterie 6V 4,5 Ah se bude nabíjet prostřednictvím následujících možností z jediného vstupu:
a) Adaptér 230 V AC na 9 V DC (přeji si nabíječku s hodnocením 1 Ampér, vaše názory?) „NEBO“
b) 3-5 W solární modul (maximální napětí: 9 V (6 V nominální), maximální proud: 0,4 až 0,5 A)
Blokové schéma
Baterie může být nabíjena pouze jedním zdrojem najednou, proto bude mít pouze jeden vstup na levé straně krabice.
V době, kdy se tato baterie nabíjí, bude na ploše písma na krabičce svítit červené červené světlo (indikátor nabíjení baterie ve schématu). Nyní by v tomto bodě měl mít systém také indikátor stavu baterie (baterie Ukazatel úrovně v diagramu)
Přál bych si mít tři úrovně indikací stavu baterie. Tyto tabulky uvádějí napětí naprázdno. Nyní s velmi malými elektronickými znalostmi, které mám, předpokládám, že je to ideální napětí a ne skutečné podmínky, že?
Myslím, že to nechám na vás, abyste se rozhodli a použili jakékoli korekční faktory, pokud to bude pro výpočty nutné.
Přál bych si mít následující úrovně indikátorů:
- Úroveň nabití 100% až 65% = Malá zelená LED svítí (žlutá a červená LED nesvítí)
- Úroveň nabití 40% až 65% = Malá žlutá LED svítí (zelená a červená LED nesvítí)
- Úroveň nabití 20% až 40% = Malá červená LED svítí (zelená a žlutá LED nesvítí)
- Při 20% úrovni nabití se baterie odpojí a přestane dodávat výstupní výkon.
Nyní na výstupní straně (pohled z pravé strany v diagramu)
Systém bude napájet následující aplikace:
a) 1 Watt, 6V DC LED žárovka - 3 No’s
b) Jeden výstup pro nabíjení mobilních telefonů Chtěl bych zde zahrnout funkci. Jak vidíte, stejnosměrné zátěže připojené k baterii mají relativně nižší příkon. (pouze mobilní telefon a tři 1 W LED žárovky). Funkce, která má být přidána do obvodu, by nyní měla fungovat jako pojistka (nemám na mysli skutečnou pojistku zde).
Předpokládejme, že pokud je zde připojena žárovka CFL nebo jiná aplikace s vyšším příkonem, měl by být odpojen napájecí zdroj. Pokud celkový odebíraný výkon přesahuje 7,5 W stejnosměrného proudu připojeného k tomuto systému, měl by systém přerušit napájení a měl by se obnovit, pouze když je zátěž nižší než 7,5 W.
V zásadě si přeji zajistit, aby tento systém nebyl zneužíván nebo čerpán z nadměrné energie, čímž by došlo k poškození baterie.
To je jen nápad. Chápu však, že to může potenciálně zvýšit složitost a náklady na okruh. Budu hledat vaše doporučení ohledně toho, zda zahrnout tuto funkci, nebo ne, protože již odpojujeme napájení z baterie, jakmile stav nabití dosáhne 20%.
Doufám, že pro vás bude tento projekt vzrušující pracovat. Těším se, až v této věci obdržím vaše velmi cenné vstupy.
Děkuji vám za veškerou vaši pomoc až dosud a předem za vaši rozšířenou spolupráci v této oblasti.
S přátelským pozdravem,
Bhushan.
Design
Zde je stručné vysvětlení různých fází obsažených v navrhovaném obvodu nabíječky 6V s ochranou proti nadproudu:
Levá strana LM317 je zodpovědná za produkci pevného nabíjecího napětí 7,6 V na jeho výstupním kolíku a uzemnění pro baterii, která poklesne na přibližně 7 V prostřednictvím D3, aby se stala optimální úrovní pro baterii.
Toto napětí je určeno přidruženým odporem 610 ohmů, tato hodnota může být v případě potřeby proporcionálně změněna nebo zvýšena pro změnu výstupního napětí.
Přidružený odpor 1 ohm a BC547 omezuje nabíjecí proud na přibližně bezpečných 600 mA pro baterii.
Opampy A1 --- A4 jsou identické a plní funkci komparátorů napětí. Podle pravidel, pokud napětí na jejich pinu3 překročí úroveň na pinu 2, se příslušné výstupy zvýší nebo na úrovni napájení ..... a naopak.
Přidružené předvolby mohou být nastaveny tak, aby umožňovaly operátorům snímat jakoukoli požadovanou úroveň na jejich pin3 a zvyšovat jejich odpovídající výstupy vysoko (jak je vysvětleno výše), takže přednastavení A1 je nastaveno tak, že jeho výstup se zvýší na 5 V (úroveň nabití 20% 40%) .... Předvolba A2 je nastavena na reakci s vysokým výstupem při 5,5 V (úroveň nabití 40% až 65%), zatímco A3 spouští s vysokým výstupem při 6,5 V (80%), a nakonec A4 alarmuje majitel s modrou LED na úrovni baterie dosahující značky 7,2 V (100% nabitá).
V tomto okamžiku bude nutné ručně vypnout příkon, protože jste nepožadovali automatickou akci.
Jakmile je vstup vypnutý, úroveň 6V baterie udržuje výše uvedené pozice pro operační zesilovače, zatímco výstup z A2 zajišťuje, že TIP122 vede a udržuje příslušné zátěže spojené s baterií a funkční.
Stupeň LM317 vpravo je proudový regulátor, který byl podle požadavků upraven tak, aby omezil spotřebu výstupního zesilovače na 1,2 ampéru nebo přibližně 7 wattů. 0,75 ohmový rezistor se může měnit pro změnu úrovní omezení.
Další stupeň IC 7805 je samostatným začleněním, které generuje vhodnou úroveň napětí / proudu pro nabíjení standardních mobilních telefonů.
Nyní, když se spotřebovává energie, úroveň baterie začne ustupovat v opačném směru, což je indikováno příslušnými LED ...
Modrá je první, která se vypne osvětlením zeleného LEd, který se vypne pod 6,5 V osvětlením žlutého LEd, který se shodně vypne při 5,9 V, a ujistěte se, že nyní TIP122 již nevodí a zátěže jsou vypnuty ....
Ale zde může podmínka na nějakou dobu oscilovat, dokud napětí konečně nedosáhne 5,5 V, rozsvítí bílou LEd a upozorní uživatele na zapnutí napájecího zdroje a zahájí nabíjení.
Výše uvedený koncept lze dále vylepšit přidáním automatického odpojovacího zařízení pro úplné nabití, jak je znázorněno níže:
Předchozí: Jak vyměnit tranzistor (BJT) za MOSFET Další: Vytvořte obvod generátoru fotbalové elektřiny
