Bài đăng thảo luận về hai mạch sạc pin tự động cắt dựa trên IC opamp 741 và LM358 không chỉ chính xác với các tính năng của nó mà còn cho phép thiết lập nhanh chóng và dễ dàng các giới hạn ngưỡng cắt cao / thấp của nó.

Ý tưởng do ông Mamdouh yêu cầu.

Mục tiêu và yêu cầu của mạch

Ngay sau khi tôi kết nối nguồn điện bên ngoài, nó sẽ tự động ngắt kết nối pin và cung cấp cho hệ thống, đồng thời sạc pin.
Bảo vệ quá tải (bao gồm trong thiết kế trên).
Chỉ báo pin yếu và sạc đầy (bao gồm trong thiết kế trên).
Ngoài ra, tôi không biết công thức để giúp làm thế nào để xác định điện áp cần thiết trên pin của tôi để sạc nó (pin sẽ được trích xuất của máy tính xách tay cũ. Tổng sẽ là 22V với 6 apms không tải)
Hơn nữa, tôi không biết công thức để cho biết pin của tôi sẽ dùng được bao lâu và cách tính thời gian nếu tôi muốn pin dùng được trong hai giờ.
Ngoài ra, quạt cpu cũng sẽ được cung cấp bởi hệ thống. Sẽ rất tuyệt nếu thêm tùy chọn điều chỉnh độ sáng, kế hoạch ban đầu của tôi là thay đổi trong khoảng 26-30 v không cần nhiều hơn thế.

Sơ đồ mạch

Lưu ý: Vui lòng thay thế 10K trong chuỗi bằng 1N4148, bằng 1K

Thiết kế

Trong tất cả các mạch điều khiển bộ sạc pin trước đây của tôi, tôi đã sử dụng một opamp duy nhất để thực hiện ngắt tự động sạc đầy và đã sử dụng một điện trở trễ để bật công tắc sạc mức thấp BẬT cho pin được kết nối.

Tuy nhiên tính toán điện trở trễ này một cách chính xác để đạt được sự khôi phục chính xác ở mức độ thấp trở nên hơi khó khăn và đòi hỏi một số nỗ lực thử và sai có thể tốn thời gian.

Trong mạch điều khiển bộ sạc pin thấp opamp được đề xuất ở trên, hai bộ so sánh opamp được kết hợp thay vì một bộ so sánh giúp đơn giản hóa các quy trình thiết lập và giúp người dùng không phải thực hiện các thủ tục dài.

Tham khảo hình vẽ, chúng ta có thể thấy hai opamps được cấu hình làm bộ so sánh để cảm nhận điện áp pin và cho các hoạt động cắt cần thiết.

Giả sử pin là pin 12V, giá trị đặt trước 10K của opamp A2 thấp hơn được đặt sao cho chân đầu ra # 7 của nó trở thành mức logic cao khi điện áp pin chỉ vượt qua mốc 11V (ngưỡng xả thấp hơn), trong khi giá trị đặt trước của opamp A1 trên được điều chỉnh như vậy rằng đầu ra của nó tăng cao khi điện áp pin chạm ngưỡng cắt cao hơn, chẳng hạn ở mức 14,3V.

“chức năng của cổ góp trong động cơ là gì ”

Do đó ở 11V, đầu ra A1 nhận được dương nhưng do sự hiện diện của điốt 1N4148, tích cực này vẫn không hiệu quả và bị chặn không cho di chuyển xa hơn đến đế của bóng bán dẫn.

Pin tiếp tục sạc, cho đến khi đạt 14,3V khi opamp phía trên kích hoạt rơ le và ngừng cung cấp sạc cho pin.

Tình hình được giải quyết ngay lập tức do việc bao gồm các điện trở phản hồi qua chân số 1 và chân số 3 của A1. Rơ le bị khóa ở vị trí này và nguồn cung cấp cho pin bị cắt hoàn toàn.

Lúc này, pin bắt đầu xả từ từ qua tải được kết nối cho đến khi nó đạt đến mức ngưỡng xả thấp hơn ở 11V khi đầu ra A2 buộc phải chuyển sang âm hoặc bằng không. Bây giờ diode ở đầu ra của nó trở nên phân cực thuận và nhanh chóng phá vỡ chốt bằng cách nối đất tín hiệu phản hồi chốt giữa các chân được chỉ định của A1.

Với hành động này, rơ le ngay lập tức bị vô hiệu hóa và khôi phục về vị trí N / C ban đầu của nó và dòng điện sạc lại bắt đầu chạy về phía pin.

Mạch sạc pin thấp opamp này có thể được sử dụng như một mạch DC UPS cũng để đảm bảo cung cấp liên tục cho tải bất kể nguồn điện có hay không và để có được nguồn cung cấp không bị gián đoạn khi sử dụng nó.

Nguồn cung cấp sạc đầu vào có thể được lấy từ nguồn điện được điều chỉnh như mạch điện áp không đổi biến đổi dòng điện liên tục LM338 ở bên ngoài.

Cách cài đặt trước

Ban đầu giữ phản hồi 1k / 1N4148 ngắt kết nối khỏi amp op A1.
Di chuyển thanh trượt đặt trước A1 xuống mức mặt đất và di chuyển thanh trượt đặt trước A2 sang mức dương.
Thông qua nguồn điện thay đổi, áp dụng 14,2 V là mức sạc đầy cho pin 12 V trên các điểm 'Pin'.
Bạn sẽ thấy rơ le đang kích hoạt.
Bây giờ, từ từ di chuyển cài đặt trước A1 về phía tích cực cho đến khi rơle vừa ngừng hoạt động.
Điều này làm cho việc sạc đầy bị cắt.
Bây giờ, kết nối 1k / 1N4148 trở lại để A1 chốt rơle ở vị trí đó.
Bây giờ từ từ điều chỉnh nguồn cung cấp biến đổi về phía giới hạn xả thấp hơn của pin, bạn sẽ thấy rơ le tiếp tục ở trạng thái TẮT do phản hồi phản hồi đã đề cập ở trên.
Điều chỉnh nguồn điện xuống mức ngưỡng xả pin thấp hơn.
Sau đó, bắt đầu di chuyển giá trị đặt trước A2 về phía mặt đất, cho đến khi điều này chuyển đầu ra A2 về 0, điều này làm gãy chốt A1 và BẬT rơ le trở lại chế độ sạc.
Đó là tất cả, mạch đã được thiết lập đầy đủ bây giờ, niêm phong các cài đặt trước ở vị trí này.

Câu trả lời cho các câu hỏi bổ sung khác trong yêu cầu như được đưa ra dưới đây:

Công thức tính hạn mức cắt giảm toàn bộ phí là:

Định mức điện áp của pin + 20%, ví dụ 20% của 12V là 2,4, vì vậy 12 + 2,4 = 14,4V là điện áp cắt khi sạc đầy cho pin 12V

Để biết thời gian dự phòng của pin, bạn có thể sử dụng công thức sau, cung cấp cho bạn thời gian dự phòng gần đúng của pin.

“sơ đồ mạch phân áp xoay chiều ”

Sao lưu = 0,7 (Ah / Dòng tải)

Có thể thấy một thiết kế thay thế khác để tạo mạch sạc pin tự động cắt sạc quá mức / sạc thiếu sử dụng hai op amps, có thể được nhìn thấy bên dưới:

Làm thế nào nó hoạt động

Giả sử không có pin được kết nối, tiếp điểm rơle ở vị trí N / C. Do đó, khi nguồn được BẬT, mạch op amp không thể được cấp nguồn và không hoạt động.

Bây giờ, giả sử một pin đã xả được kết nối qua điểm được chỉ định, mạch op amp được cấp nguồn qua pin. Vì pin ở mức xả, nó tạo ra điện thế thấp ở đầu vào (-) của amp op phía trên, có thể nhỏ hơn chân (+).

Do đó, đầu ra op amp phía trên tăng cao. Bóng bán dẫn và rơle kích hoạt, và các tiếp điểm rơle di chuyển từ N / C sang N / O. Thao tác này hiện kết nối pin với nguồn điện đầu vào và nó bắt đầu sạc.

Khi pin được sạc đầy, điện thế tại chân (-) của op amp phía trên trở nên cao hơn đầu vào (+) của nó, khiến chân đầu ra của amp op trên thấp. Điều này ngay lập tức TẮT bóng bán dẫn và rơ le.

Pin hiện đã bị ngắt kết nối khỏi nguồn sạc.

Diode 1N4148 trên (+) và đầu ra của op amp phía trên chốt lại để ngay cả khi pin bắt đầu rơi, nó vẫn không ảnh hưởng đến quá trình ghi nhận rơ le.

“các loại máy bơm chân không ”

Tuy nhiên, giả sử pin không được tháo ra khỏi các cực của bộ sạc và một tải được kết nối với nó để nó bắt đầu phóng điện.

Khi pin phóng điện dưới mức mong muốn thấp hơn, điện thế tại chân (-) của amp op thấp hơn sẽ thấp hơn chân đầu vào (+) của nó. Điều này ngay lập tức khiến đầu ra của amp op dưới tăng cao, chạm vào chân 3 của amp op trên. Chốt ngay lập tức phá vỡ, và BẬT bóng bán dẫn và rơ le để bắt đầu lại quá trình sạc.

Thiết kế PCB

Thêm giai đoạn kiểm soát hiện tại

Hai thiết kế trên có thể được nâng cấp với điều khiển hiện tại bằng cách thêm mô-đun điều khiển hiện tại dựa trên MOSFET, như hình dưới đây:

R2 = 0,6 / dòng sạc

Thêm một bộ bảo vệ phân cực ngược

Một bảo vệ phân cực ngược có thể được đưa vào các thiết kế trên bằng cách thêm một diode mắc nối tiếp với cực dương của pin. Cathode sẽ đi đến cực dương của pin và cực dương đến dòng op amp dương.

Hãy đảm bảo kết nối một điện trở 100 Ohm qua diode này, nếu không mạch sẽ không bắt đầu quá trình sạc.

Tháo Rơle

Trong thiết kế bộ sạc pin dựa trên opamp đầu tiên, có thể loại bỏ rơ le và vận hành quá trình sạc thông qua các bóng bán dẫn trạng thái rắn, như thể hiện trong sơ đồ sau:

op amp bóng bán dẫn trạng thái rắn pin bị cắt

Cách hoạt động của mạch

Giả sử cài đặt trước A2 được điều chỉnh ở ngưỡng 10 V và cài đặt trước A1 được điều chỉnh ở ngưỡng 14 V.
Giả sử chúng ta kết nối một pin được phóng điện ở giai đoạn trung gian là 11 V.
Tại điện áp này, pin2 của A1 sẽ thấp hơn điện thế tham chiếu pin3 của nó, theo thiết lập của giá trị đặt trước pin5.
Điều này sẽ làm cho chân đầu ra của A1 ở mức cao, BẬT bóng bán dẫn BC547 và TIP32.
Lúc này pin sẽ bắt đầu sạc qua TIP32, cho đến khi điện áp đầu cuối đạt 14 V.
Ở 14 V, theo cài đặt của giá trị đặt trước trên, chân2 của A1 sẽ cao hơn chân 3 của nó, khiến đầu ra ở mức thấp.
Thao tác này sẽ ngay lập tức TẮT các bóng bán dẫn và dừng quá trình sạc.
Hành động trên cũng sẽ chốt amp op A1 qua 1k / 1N4148 để ngay cả khi điện áp pin giảm xuống mức SoC là 13 V, A1 sẽ tiếp tục giữ đầu ra pin1 ở mức thấp.
Tiếp theo, khi pin bắt đầu phóng điện qua tải đầu ra, điện áp đầu cuối của nó bắt đầu giảm, cho đến khi nó giảm xuống còn 9,9 V.
Ở mức này, theo cài đặt của giá trị đặt trước thấp hơn, chân 5 của A2 sẽ giảm xuống dưới chân 6, làm cho chân đầu ra 7 của nó ở mức thấp.
Mức thấp này tại pin7 của A2 sẽ kéo pin2 của A1 xuống gần 0 V, như vậy bây giờ pin3 của A1 trở nên cao hơn pin2 của nó.
Điều này sẽ ngay lập tức phá vỡ chốt A1 và đầu ra của A1 một lần nữa sẽ chuyển sang mức cao, cho phép bóng bán dẫn chuyển sang BẬT và bắt đầu quá trình sạc.
Khi pin đạt 14 V, quá trình sẽ lặp lại chu kỳ một lần nữa