Obwód szybkiej ładowarki akumulatorów ładuje akumulator ze zwiększoną prędkością, dzięki czemu jest on ładowany w krótszym czasie niż określony czas. Odbywa się to zwykle poprzez stopniową optymalizację lub kontrolę prądu.

Szukając układu szybkiego ładowania, który szybko ładowałby baterię, natrafiłem na kilka projektów, które były nie tylko bezużyteczne, ale także wprowadzały w błąd. Wydawało się, że zainteresowani autorzy nie mieli pojęcia, czym właściwie musi być szybka ładowarka.

Cel

Głównym celem jest szybkie ładowanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych bez powodowania jakichkolwiek uszkodzeń ich ogniw.

Zwykle w temperaturze atmosferycznej 25 stopni Celsjusza akumulator kwasowo-ołowiowy powinien być ładowany z szybkością C / 10, co zajęłoby co najmniej 12 do 14 godzin, aby w pełni naładować akumulator. Tutaj C = wartość Ah akumulatora

Celem przedstawionej tutaj koncepcji jest przyspieszenie tego procesu o 50% i umożliwienie zakończenia ładowania w ciągu 8 godzin.

Należy pamiętać, że plik Obwód oparty na LM338 nie może być użyty do zwiększenia szybkości ładowania akumulatora , podczas gdy jest to plik świetny regulator napięcia IC , zwiększenie szybkości ładowania wymaga specjalne stopniowe przezbrojenie prądem, czego nie można zrobić przy użyciu samego układu scalonego LM338.

Koncepcja obwodu

Kiedy mówimy o tym, jak szybko ładować baterię, oczywiście jesteśmy zainteresowani wdrożeniem tego samego w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych, ponieważ są to te, które są szeroko stosowane w prawie wszystkich ogólnych zastosowaniach.

“bcd do 7-segmentowej tabeli prawdy dekodera ”

Najważniejsze w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest to, że nie można ich wymusić szybkiego ładowania, chyba że konstrukcja ładowarki zawiera „inteligentne” obwody automatyczne .

W przypadku akumulatora litowo-jonowego staje się to oczywiście dość łatwe dzięki zastosowaniu do niego pełnej dawki określonego wysokiego prądu, a następnie odcięciu, gdy tylko osiągnie pełny poziom naładowania.

Jednak powyższe operacje mogą oznaczać śmierć, jeśli zostaną wykonane z akumulatorem kwasowo-ołowiowym, ponieważ akumulatory LA nie są zaprojektowane do ciągłego ładowania przy wysokim natężeniu prądu.

Dlatego w celu szybkiego ciśnienia prądu, akumulatory te muszą być ładowane na poziomie stopniowym, w którym rozładowany akumulator jest początkowo podawany z wysokim współczynnikiem C1, stopniowo obniżanym do C / 10, a na końcu z poziomem ładowania podtrzymującego, gdy zbliża się akumulator. pełne naładowanie w jego terminalach. Kurs mógłby obejmować minimum 3 do 4 kroków, aby zapewnić maksymalny „komfort” i bezpieczeństwo żywotności baterii.

Jak działa ta 4-stopniowa ładowarka

Aby zaimplementować 4-stopniowy obwód szybkiej ładowarki, używamy tutaj wszechstronnego LM324 do wykrywania różnych poziomów napięcia.

Te 4 kroki obejmują:

1) Wysokoprądowe ładowanie masowe
2) Średnio prądowe ładowanie zbiorcze
3) Ładowanie absorpcyjne
4) Ładowanie pływające

Poniższy diagram pokazuje, w jaki sposób IC LM324 może być podłączony jako 4-stopniowe napięcie akumulatora monitorować i odciąć obwód.

Schemat obwodu

PROSZĘ PODŁĄCZYĆ SZEREGOWĄ DIODĘ LED Z R1, R2, R3, R4, KAŻDĄ, ABY UZYSKAĆ SYNCHRONICZNY ODCZYT STANU ŁADOWANIA AKUMULATORA. POCZĄTKOWO WSZYSTKIE DIODY LED ZAPALĄ SIĘ WSKAZUJĄCE MAKSYMALNY PRĄD, PÓŹNIEJ DIODY LED WYŁĄCZAJĄ SIĘ PO JEDNAK, AŻ TYLKO DIODA A4 ZAPALA SIĘ WSKAZUJĄCA ŁADOWANIE FLOAT, A AKUMULATOR W PEŁNI NAŁADOWANY.

Układ scalony LM324 to układ scalony z czterema wzmacniaczami operacyjnymi, którego wszystkie cztery wzmacniacze operacyjne są wykorzystywane do zamierzonego sekwencyjnego przełączania poziomów prądu wyjściowego.

Postępowanie jest bardzo łatwe do zrozumienia. opampy A1 do A2 są zoptymalizowane do przełączania przy różnych poziomach napięcia podczas stopniowego ładowania podłączonego akumulatora.

Wszystkie nieodwracające wejścia wzmacniaczy operacyjnych są połączone z masą poprzez napięcie Zenera.

“elektryczne dwukierunkowe okablowanie przełącznika ”

Wejścia odwracające są powiązane z dodatnim zasilaniem obwodu poprzez odpowiednie ustawienia wstępne.

Jeśli przyjmiemy, że akumulator jest akumulatorem 12 V o poziomie rozładowania 11 V, P1 można ustawić tak, że przekaźnik rozłącza się po osiągnięciu napięcia akumulatora 12V, P2 można wyregulować tak, aby zwolnić przekaźnik przy 12,5 V, można wykonać P3 dla te same na 13,5 V i ostatecznie P4 można ustawić do odpowiedzi na poziom pełnego naładowania akumulatora 14,3 V.

Rx, Ry, Rz mają te same wartości i są zoptymalizowane, aby zapewnić akumulatorowi wymaganą ilość prądu podczas różnych poziomów napięcia ładowania.

Wartość można ustalić tak, aby każda cewka umożliwiała przepływ prądu, który może wynosić 1/10 akumulatora AH.

Można to określić za pomocą prawa omowego:

R = I / V

Wartości Rx, same lub Rx, Ry razem mogą być nieco inaczej zwymiarowane, aby umożliwić stosunkowo większy prąd do akumulatora podczas początkowych etapów zgodnie z indywidualnymi preferencjami i można je dostosować.

Jak obwód reaguje po włączeniu

Po podłączeniu rozładowanego akumulatora do wskazanych zacisków przy włączonym zasilaniu:

Wszystkie wejścia odwracające wzmacniaczy operacyjnych doświadczają odpowiednio niższych poziomów napięcia niż poziom odniesienia napięcia Zenera.

Powoduje to, że wszystkie wyjścia wzmacniaczy operacyjnych stają się wysokie i aktywuje przekaźniki RL / 1 do RL / 4.

W powyższej sytuacji pełne napięcie zasilania z wejścia jest przekazywane do akumulatora poprzez styki zwierne RL1.

Rozładowany akumulator rozpoczyna teraz ładowanie przy stosunkowo ekstremalnie wysokim natężeniu prądu i szybko ładuje się do poziomu powyżej poziomu rozładowania, aż ustawione napięcie na P1 przekroczy wartość odniesienia Zenera.

Powyższe zmusza A1 do wyłączenia T1 / RL1.

Akumulator nie może teraz uzyskać pełnego prądu zasilania, ale ładuje się z równoległymi rezystancjami wytworzonymi przez Rx, Ry, Rz poprzez odpowiednie styki przekaźnika.

Zapewnia to ładowanie akumulatora na następnym wyższym poziomie prądu, określonym przez wartość netto trzech równoległych cewek indukcyjnych (rezystancje).

W miarę dalszego ładowania akumulatora A2 wyłącza się przy następnym z góry określonym poziomie napięcia, wyłączając Rx i renderując Ry, Rz tylko z zamierzonym prądem ładowania do akumulatora. Daje to pewność, że poziom natężenia prądu zostanie odpowiednio zmniejszony dla akumulatora.

Zgodnie z procedurami, gdy akumulator ładuje się do następnego obliczonego wyższego poziomu, A3 wyłącza się, pozwalając tylko Rz na utrzymanie wymaganego optymalnego poziomu prądu akumulatora, aż do pełnego naładowania.

W takim przypadku A4 w końcu wyłącza się, upewniając się, że akumulator jest teraz całkowicie wyłączony po osiągnięciu wymaganego pełnego naładowania z określoną szybkością.

Powyższa metoda 4-stopniowego ładowania akumulatora zapewnia szybkie ładowanie bez szkody dla wewnętrznej konfiguracji akumulatora i zapewnia, że poziom naładowania osiąga co najmniej 95%.

Rx, Ty, Rz można zastąpić równoważnymi rezystorami drutowymi, ale oznaczałoby to pewne odprowadzanie ciepła z nich w porównaniu z odpowiednikami cewek.

Zwykle akumulator kwasowo-ołowiowy wymagałby ładowania przez około 10 do 14 godzin, aby umożliwić co najmniej 90% akumulacji ładunku. Dzięki powyższemu układowi szybkiej ładowarki to samo można zrobić w ciągu 5 godzin, czyli o 50% szybciej.

Lista części

R1 --- R5 = 10 tys
P1 --- P4 = 10k presetów
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = przekaźniki SPDT 12V, 10 amperów
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6 V, 1/2 W dioda Zenera
A1 --- A4 = LM324 IC