Mạch kiểm tra dung lượng pin chính xác - Kiểm tra thời gian dự phòng

Mạch kiểm tra dung lượng pin chính xác được giải thích trong bài viết sau đây có thể được sử dụng để kiểm tra dung lượng dự phòng tối đa của bất kỳ pin sạc nào trong thời gian thực.

Bởi Timothy John

Khái niệm cơ bản

Mạch hoạt động thực tế bằng cách phóng điện đầy pin đang được thử nghiệm thông qua dòng điện không đổi, cho đến khi điện áp của nó đạt đến giá trị phóng điện sâu.

Tại thời điểm này, mạch tự động cắt bỏ pin từ nguồn cung cấp, trong khi đồng hồ thạch anh được kết nối cung cấp thời gian đã trôi qua mà pin đã cung cấp dự phòng. Thời gian trôi qua này trên đồng hồ thông báo cho người dùng về dung lượng chính xác của pin đối với dòng phóng điện đã đặt.

Bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu hoạt động chi tiết của mạch etster dung lượng pin được đề xuất với sự trợ giúp của các điểm sau:

Thiết kế lịch sự: Elektor Electronics

Các giai đoạn chính của mạch

Đề cập đến sơ đồ trên của máy kiểm tra thời gian pin dự phòng, thiết kế có thể được chia thành 3 giai đoạn:

• Giai đoạn phóng điện liên tục hiện tại sử dụng IC1b
• Giai đoạn cắt bỏ xả sâu sử dụng IC1a
• Ngắt nguồn cung cấp đồng hồ thạch anh 1.5 V bên ngoài

Một IC khuếch đại kép đơn LM358 được sử dụng để thực hiện cả hai, quá trình phóng điện liên tục và quá trình cắt dòng điện sâu.

Cả hai op amps từ IC đều được cấu hình như các bộ tổng hợp.

Bộ so sánh op amp IC1b hoạt động giống như một bộ điều khiển xả dòng điện không đổi chính xác cho pin.

Cách hoạt động của quá trình xả pin hiện tại liên tục

Tải phóng điện giả ở dạng điện trở R8 đến R17 được kết nối giữa đầu cuối nguồn MOSFET và đường dây nối đất.

Tùy thuộc vào dòng phóng điện ưu tiên, điện áp giảm tương đương được tạo ra trên dãy điện trở song song này.

Sự sụt giảm điện áp này được ghi nhận và điện thế chính xác tương tự được điều chỉnh trên đầu vào không đảo ngược của amp op IC1b, thông qua P1 đặt trước.

Bây giờ, miễn là điện áp giảm trên các điện trở thấp hơn giá trị đặt này, đầu ra op amp tiếp tục ở mức cao và MOSFET vẫn được BẬT, xả pin ở tốc độ dòng điện không đổi được ưu tiên.

Tuy nhiên, nếu giả sử dòng điện có xu hướng tăng do một lý do nào đó, điện áp giảm trên dải điện trở cũng tăng lên làm cho điện thế ở chân 2 của IC1b đi qua chân 3 không đảo. Điều này ngay lập tức lật đầu ra của amp op về 0V, TẮT MOSFET.

Khi MOSFET được TẮT, điện áp trên điện trở cũng giảm ngay lập tức, và amp op lại BẬT MOSFET, và chu kỳ BẬT / TẮT này tiếp tục với tốc độ nhanh, đảm bảo rằng dòng điện không đổi được duy trì hoàn hảo ở mức định trước cấp độ.

Cách tính điện trở dòng điện không đổi

Ngân hàng điện trở song song được kết nối tại cực nguồn của MOSFET T1 xác định tải dòng điện không đổi cho pin.

Điều này mô phỏng tốc độ tải và phóng điện thực tế mà pin có thể phải chịu trong quá trình làm việc thường xuyên của nó.

Nếu một ắc quy được sử dụng, thì chúng ta biết rằng tốc độ phóng điện lý tưởng của nó phải là 10% giá trị Ah của nó. Giả sử chúng ta có một pin 50 Ah, thì tốc độ phóng điện phải là 5 ampe. Pin cũng có thể được xả ở tốc độ cao hơn, nhưng điều đó có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ pin, và do đó, 5 amp trở thành lựa chọn lý tưởng.

Bây giờ, đối với dòng điện 5 amp, chúng ta phải đặt giá trị điện trở sao cho nó phát triển có thể ở khoảng 0,5 V trên chính nó để đáp ứng với dòng điện 5 amp.

Điều này có thể được đánh giá nhanh chóng thông qua định luật Ohms:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 Ohms

Vì có 10 điện trở mắc song song nên giá trị của mỗi điện trở là 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Công suất có thể được tính là 0,5 x 5 = 2. 5 watt

Vì 10 điện trở mắc song song, công suất của mỗi điện trở có thể = 2,5 / 10 = 0,25 watt hoặc đơn giản là 1/4 watt. Tuy nhiên, để đảm bảo hoạt động chính xác, công suất có thể được tăng lên 1/2 watt cho mỗi điện trở.

Làm thế nào để thiết lập cắt giảm sâu

Việc cắt phóng điện sâu quyết định ngưỡng điện áp thấp nhất cho pin dự phòng do op amp IC1a xử lý.

Nó có thể được đặt theo cách sau:

Giả sử mức phóng điện thấp nhất đối với pin axit chì 12 V là 10 V. Giá trị P2 đặt trước được đặt sao cho điện áp trên đầu nối K1 tạo ra chính xác 10 V.

Điều này có nghĩa là pin2 đảo ngược của amp op hiện được đặt ở mức tham chiếu 10 V chính xác.

Bây giờ, lúc đầu, điện áp pin sẽ cao hơn mức 10 V này, làm cho chân đầu vào không đảo của pin3 cao hơn chân2. Do đó, đầu ra của IC1a sẽ ở mức cao, cho phép chuyển tiếp sang BẬT.

Điều này sẽ cho phép vôn kế của pin tiếp cận MOSFET cho quá trình xả.

Cuối cùng, khi pin được xả dưới mốc 10 V, điện thế pin3 của IC1a trở nên cao hơn pin2, khiến đầu ra của nó trở thành 0 và rơle bị TẮT. Pin bị cắt và ngừng xả tiếp.

Cách đo thời gian sao lưu đã trôi qua

Để có được phép đo trực quan về dung lượng pin về thời gian cần thiết để pin đạt đến mức xả đầy, điều cần thiết là phải có chỉ báo thời gian hiển thị thời gian đã trôi qua kể từ khi bắt đầu cho đến khi pin đạt mức xả sâu cấp độ.

Điều này có thể được thực hiện đơn giản bằng cách kết nối bất kỳ đồng hồ treo tường thạch anh thông thường nào với Pin 1.5V đã loại bỏ.

Đầu tiên, pin 1,5 V từ đồng hồ được tháo ra, sau đó các cực của pin được kết nối với điểm kết nối K4, với đúng cực.

Tiếp theo, đồng hồ được điều chỉnh đến 12 0 đồng hồ.

Bây giờ, khi mạch được bắt đầu, cặp tiếp điểm thứ hai của tiếp điểm kết nối DC 1,5 V từ đường giao nhau của R7 / D2 với đồng hồ.

Điều này cung cấp năng lượng cho đồng hồ thạch anh để nó có thể hiển thị thời gian đã trôi qua của quá trình xả pin.

Cuối cùng, khi pin đã cạn sâu, rơ le sẽ bật tắt và ngắt nguồn điện cho đồng hồ. Thời gian trên đồng hồ đóng băng và ghi chính xác dung lượng pin, hoặc thời gian dự phòng thực của pin.

Thủ tục kiểm tra

Sau khi lắp ráp xong máy kiểm tra dung lượng pin, bạn sẽ cần kết nối các phụ kiện sau với các đầu nối khác nhau từ K1 đến K4.

K1 nên được kết nối với một vôn kế để đặt mức điện áp phóng điện sâu thông qua điều chỉnh P2.

K2 có thể được kết nối với một ampe kế để kiểm tra sự phóng điện liên tục của pin, mặc dù điều này là tùy chọn. Nếu không sử dụng ampe kế ở K2, hãy đảm bảo thêm một liên kết dây qua các điểm K2.

Pin được thử nghiệm phải được kết nối qua K3 với đúng cực.

Cuối cùng, các cực pin của đồng hồ thạch anh phải được kết nối qua K4 như đã giải thích trong phần trước.

Sau khi các mục trên được tích hợp thích hợp và thiết lập P1 / P2 đặt trước theo giải thích trước đó, công tắc S1 có thể được nhấn để khởi chạy quy trình kiểm tra dung lượng pin.

Nếu một ampe kế được kết nối, nó sẽ ngay lập tức bắt đầu hiển thị dòng điện không đổi chính xác đang phóng ra bởi các điện trở nguồn MOSFET và đồng hồ thạch anh sẽ bắt đầu ghi lại thời gian đã trôi qua của pin.