Mạch sạc pin nhanh sạc pin với tốc độ nâng cao để pin được sạc trong thời gian ngắn hơn khoảng thời gian quy định. Điều này thường được thực hiện thông qua một bước tối ưu hóa hoặc kiểm soát hiện tại khôn ngoan.

“bộ khuếch đại hoạt động đảo ngược và không đảo ngược ”

Trong khi tìm kiếm một mạch sạc nhanh giúp sạc pin nhanh chóng, tôi đã bắt gặp một vài thiết kế không chỉ vô dụng mà còn gây hiểu lầm. Có vẻ như các tác giả liên quan không biết bộ sạc nhanh thực sự cần như thế nào.

Mục tiêu

Mục tiêu chính ở đây là thực hiện sạc nhanh trong pin axit chì mà không gây hại cho các tế bào của nó.

Thông thường, ở nhiệt độ khí quyển 25 độ C, pin axit chì phải được sạc ở tốc độ C / 10, mất ít nhất 12 đến 14 giờ để pin được sạc đầy. Ở đây giá trị C = Ah của pin

Mục tiêu của khái niệm được trình bày ở đây là làm cho quá trình này nhanh hơn 50% và cho phép quá trình sạc kết thúc trong vòng 8 giờ.

Xin lưu ý rằng một Mạch dựa trên LM338 không thể được sử dụng để tăng tốc độ sạc của pin , trong khi nó là một IC điều chỉnh điện áp tuyệt vời , nâng cao tốc độ sạc yêu cầu bước chuyển đổi khôn ngoan đặc biệt dòng điện mà không thể thực hiện được nếu chỉ sử dụng IC LM338.

Khái niệm vi mạch

Khi chúng ta nói về cách sạc pin nhanh chóng, chúng tôi rõ ràng muốn thực hiện tương tự với pin axit chì, vì đây là loại được sử dụng rộng rãi cho hầu hết các ứng dụng thông thường.

Điểm mấu chốt với pin axit chì là chúng không thể bị buộc phải sạc nhanh trừ khi thiết kế bộ sạc kết hợp mạch tự động 'thông minh' .

Với pin Li-ion rõ ràng điều này trở nên khá dễ dàng bằng cách áp dụng toàn bộ liều lượng dòng điện cao được chỉ định vào nó và sau đó cắt ngay khi nó đạt đến mức sạc đầy.

Tuy nhiên, các thao tác trên có thể gây tử vong nếu thực hiện với pin axit chì vì pin LA không được thiết kế để tiếp nhận sạc ở mức dòng điện cao liên tục.

Do đó, để tạo áp lực dòng điện với tốc độ nhanh, các pin này cần được sạc theo cấp độ, trong đó pin đã xả ban đầu được áp dụng với tốc độ C1 cao, dần dần giảm xuống C / 10 và cuối cùng là mức sạc nhỏ giọt khi pin tiếp cận một lần sạc đầy trên các thiết bị đầu cuối của nó. Khóa học có thể bao gồm tối thiểu 3 đến 4 bước để đảm bảo 'sự thoải mái' và an toàn tối đa cho tuổi thọ pin.

Cách thức hoạt động của bộ sạc pin 4 bước này

Để triển khai mạch sạc nhanh 4 bước, ở đây chúng tôi sử dụng LM324 đa năng để cảm nhận các mức điện áp khác nhau.

4 bước bao gồm:

1) Sạc hàng loạt hiện tại cao
2) Sạc hàng loạt hiện tại vừa phải
3) Sạc hấp thụ
4) Sạc phao

Sơ đồ sau đây cho thấy cách IC LM324 có thể được đấu dây dưới dạng điện áp pin 4 bước giám sát và cắt mạch.

Sơ đồ mạch

VUI LÒNG KẾT NỐI MỘT LED TRONG DÒNG VỚI R1, R2, R3, R4, TỪNG LỆNH ĐỂ CÓ ĐƯỢC ĐỌC ĐỒNG BỘ VỀ TÌNH TRẠNG SẠC CỦA PIN. BAN ĐẦU TẤT CẢ CÁC ĐÈN LED SẼ ĐƯỢC CHỈ ĐỊNH TỐI ĐA HIỆN NAY, SAU ĐÓ CÁC LED SẼ TẮT MỘT BẰNG MỘT ĐƠN VỊ CHỈ CÓ LED A4 NHẮC LẠI KHI CHỈ ĐỊNH SẠC SẠC VÀ PIN ĐƯỢC SẠC HOÀN TOÀN.

IC LM324 là IC bốn opamp có tất cả bốn opamps được sử dụng để chuyển đổi tuần tự dự định của các mức dòng điện đầu ra.

Các thủ tục rất dễ hiểu. opamps A1 đến A2 được tối ưu hóa để chuyển đổi ở các mức điện áp khác nhau trong quá trình sạc theo bước của pin được kết nối.

Tất cả các đầu vào không đảo ngược của opamps được quy chiếu xuống đất thông qua điện áp zener.

Các đầu vào đảo ngược được gắn với nguồn cung cấp tích cực của mạch thông qua các cài đặt trước tương ứng.

Nếu chúng ta giả sử ắc quy là ắc quy 12V có mức xả 11V, thì P1 có thể được đặt sao cho rơ le chỉ ngắt khi điện áp của ắc quy đạt 12V, P2 có thể được điều chỉnh để rơ le nhả ở mức 12,5V, P3 có thể được thực hiện cho te giống nhau ở 13,5V và cuối cùng P4 có thể được thiết lập để đáp ứng ở mức sạc đầy pin 14.3V.

Rx, Ry, Rz có cùng giá trị và được tối ưu hóa để cung cấp cho pin lượng dòng điện cần thiết trong các mức điện áp sạc khác nhau.

Giá trị có thể được cố định sao cho mỗi cuộn cảm cho phép tốc độ dòng điện có thể bằng 1/10 AH của pin.

Nó có thể được xác định bằng cách sử dụng luật ohms:

R = I / V

Các giá trị của Rx, một mình hoặc Rx, Ry cùng nhau có thể được đo kích thước khác nhau một chút để cho phép pin tương đối nhiều hơn trong giai đoạn đầu theo sở thích cá nhân và có thể điều chỉnh được.

Cách mạch phản hồi khi BẬT

Sau khi kết nối pin đã xả qua các cực được hiển thị khi nguồn được BẬT:

Tất cả các đầu vào đảo ngược opamps trải qua mức điện áp thấp hơn tương ứng so với mức tham chiếu của điện áp zener.

Điều này sẽ nhắc tất cả các đầu ra của opamps trở nên cao và kích hoạt các rơle RL / 1 đến RL / 4.

Trong tình huống trên, điện áp cung cấp đầy đủ từ đầu vào được chuyển sang pin thông qua các tiếp điểm N / O của RL1.

Pin đã xả hiện bắt đầu sạc ở tốc độ dòng điện tương đối cao và nhanh chóng sạc tới mức cao hơn mức đã xả cho đến khi điện áp đặt tại P1 vượt quá tham chiếu zener.

Các điều kiện trên buộc A1 chuyển TẮT T1 / RL1.

Pin hiện không nhận được dòng điện cung cấp đầy đủ nhưng vẫn tiếp tục sạc với các điện trở song song được tạo bởi Rx, Ry, Rz thông qua các tiếp điểm rơ le tương ứng.

Điều này đảm bảo rằng pin được sạc ở mức dòng cao hơn tiếp theo được xác định bởi giá trị thuần của ba cuộn cảm song song (điện trở).

“xử lý tín hiệu tương tự và xử lý tín hiệu kỹ thuật số ”

Khi pin sạc thêm, A2 sẽ tắt ở mức điện áp định trước tiếp theo, chuyển TẮT Rx và chỉ hiển thị Ry, Rz với dòng sạc dự định cho pin. Điều này đảm bảo rằng mức amp được giảm tương ứng đối với pin.

Theo quy trình khi pin sạc đến mức cao hơn được tính toán tiếp theo, A3 sẽ TẮT chỉ cho phép Rz duy trì mức dòng điện tối ưu cần thiết cho pin cho đến khi được sạc đầy.

Khi điều này xảy ra, A4 cuối cùng cũng TẮT để đảm bảo rằng pin bây giờ đã được tắt hoàn toàn sau khi đạt được mức sạc đầy cần thiết ở tốc độ nhanh được chỉ định.

Phương pháp sạc pin 4 bước ở trên đảm bảo sạc nhanh chóng mà không gây hại cho cấu hình bên trong pin và đảm bảo mức sạc đạt ít nhất 95%.

Rx, Ty, Rz có thể được thay thế bằng các điện trở quấn dây tương đương, tuy nhiên điều đó có nghĩa là sẽ có một số tản nhiệt từ chúng so với các điện trở cuộn cảm.

Thông thường, một pin axit chì sẽ cần được sạc trong khoảng 10 đến 14 giờ để cho phép tích lũy ít nhất 90% điện tích. Với mạch sạc pin nhanh ở trên, điều tương tự có thể được thực hiện trong vòng 5 giờ, nhanh hơn 50%.

Danh sách các bộ phận

R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10k cài đặt trước
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = SPDT 12V rơ le xếp hạng tiếp điểm 10amp
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, 1/2 watt diode zener
A1 --- A4 = IC LM324