Obvod rýchlej nabíjačky batérií nabíja batériu zvýšenou rýchlosťou, takže sa nabíja za kratší čas ako je určené obdobie. To sa zvyčajne deje pomocou postupnej optimalizácie alebo riadenia prúdu.

Pri hľadaní obvodu rýchlej nabíjačky, ktorý by rýchlo nabíjal batériu, som narazil na niekoľko dizajnov, ktoré boli nielen zbytočné, ale aj zavádzajúce. Zdalo sa, že dotknutí autori vôbec netušili, aká rýchla nabíjačka vlastne musí byť.

Cieľ

Hlavným cieľom je dosiahnuť rýchle nabitie olovených batérií bez toho, aby došlo k poškodeniu ich článkov.

Za normálnych okolností sa pri atmosférických teplotách 25 stupňov Celzia predpokladá, že sa olovená batéria nabíja rýchlosťou C / 10, čo by trvalo najmenej 12 až 14 hodín, kým sa batéria úplne nabije. Tu C = Ah hodnota batérie

Cieľom tu predstavenej koncepcie je urýchliť tento proces o 50% a umožniť dokončenie nabíjania do 8 hodín.

Upozorňujeme, že Obvod založený na LM338 nemožno použiť na zvýšenie rýchlosti nabíjania batérie , zatiaľ čo je to skvelý regulátor napätia IC , zvýšenie rýchlosti nabíjania vyžaduje a osobitný krok múdry prechod v súčasnosti, čo sa nedá urobiť pomocou samotného IC LM338.

“typy portov na počítači ”

Koncept okruhu

Keď hovoríme o tom, ako rýchlo nabiť batériu, je zrejmé, že by sme mali záujem implementovať to isté s olovenými batériami, pretože tieto sa často používajú takmer vo všetkých bežných aplikáciách.

Záverom pre olovené batérie je, že tieto nie je možné nútiť k rýchlemu nabíjaniu, pokiaľ konštrukcia nabíjačky neobsahuje batériu „inteligentné“ automatické obvody .

S lítium-iónovou batériou je to zjavne celkom jednoduché, ak doň vložíte celú dávku uvedeného vysokého prúdu a potom odpojíte, akonáhle dosiahne úplnú úroveň nabitia.

Vyššie uvedené operácie však môžu znamenať smrteľné následky, ak sa vykonajú v prípade olovených batérií, pretože batérie LA nie sú určené na nepretržité nabíjanie pri vysokých úrovniach prúdu.

Preto, aby bolo možné rýchlo stlačiť prúd, je potrebné tieto batérie nabíjať stupňovitou úrovňou, pri ktorej sa vybitá batéria na začiatku aplikuje s vysokou rýchlosťou C1, postupne sa znižuje na C / 10 a nakoniec sa úroveň nabitia udržiavacej batérie blíži plné nabitie cez svoje terminály. Kurz by mohol obsahovať minimálne 3 až 4 kroky na zabezpečenie maximálneho „pohodlia“ a bezpečnosti pre životnosť batérie.

Ako funguje táto štvorstupňová nabíjačka batérií

Na implementáciu štvorstupňového obvodu rýchlej nabíjačky tu používame univerzálny model LM324 na snímanie rôznych úrovní napätia.

4 kroky zahŕňajú:

1) Vysokoprúdové hromadné nabíjanie
2) Mierne súčasné hromadné nabíjanie
3) Absorpčné nabíjanie
4) Plávajúce nabíjanie

Nasledujúca schéma ukazuje, ako IC LM324 môže byť pripojený ako štvorstupňové napätie batérie monitorovať a prerušiť obvod.

Schéma zapojenia

PROSÍM PRIPOJTE LED V SÉRII S R1, R2, R3, R4, KAŽDÝM OBJEDNÁVKAM, ABY ZÍSKALI SYNCHRÓNNE ČÍTANIE STAVU NABÍJANIA BATÉRIE. INICIÁLNE VŠETKY LED diódy BUDÚ NA INDIKÁCII MAXIMÁLNEHO AKTUÁLNEHO POTREBY, TEDY SE LED diody VYPÍNAJÚ PO JEDNOM, AŽ PO ZOBRAZENÍ LED diódy A4 ZOSTÁVAJÚCE NABÍJANIE PLÁVA, A BATÉRIA PLNE NABITÁ.

IC LM324 je štvornásobný zosilňovač IC, ktorého všetky štyri operačné zosilňovače sa používajú na zamýšľané postupné prepínanie úrovní výstupného prúdu.

Konania sú veľmi ľahko pochopiteľné. opampy A1 až A2 sú optimalizované na prepínanie na rôznych úrovniach napätia v priebehu stupňovitého nabíjania pripojenej batérie.

“výhody a nevýhody topológie autobusu ”

Všetky neinvertujúce vstupy operačných zosilňovačov sú odkazované na zem prostredníctvom zenerovho napätia.

Invertujúce vstupy sú spojené s kladným napájaním obvodu prostredníctvom zodpovedajúcich predvolieb.

Ak predpokladáme, že batéria je 12 V batéria s úrovňou vybitia 11 V, môže byť P1 nastavený tak, aby sa relé odpojilo, keď napätie batérie dosiahne 12 V, možno upraviť P2 na uvoľnenie relé pri 12,5 V, možno vykonať P3 pre te rovnaké pri 13,5 V a nakoniec by bolo možné nastaviť P4 pre reakciu na úroveň úplného nabitia batérie 14,3V.

Rx, Ry, Rz majú rovnaké hodnoty a sú optimalizované tak, aby poskytovali batérii požadované množstvo prúdu počas rôznych úrovní nabíjacieho napätia.

Hodnota by mohla byť fixná tak, aby každý induktor umožňoval prúdovú rýchlosť, ktorá môže byť 1/10 batérie AH.

Možno to určiť pomocou zákona ohmov:

R = I / V

Hodnoty Rx, samotného alebo Rx, Ry, spolu mohli byť dimenzované trochu inak, aby umožňovali relatívne viac prúdu pre batériu počas počiatočných fáz podľa individuálnych preferencií, a je možné ich použiť.

Ako obvod reaguje po zapnutí

Po pripojení vybitého akumulátora cez zobrazené svorky pri zapnutí napájania:

Všetky invertujúce vstupy operačného zosilňovača majú zodpovedajúco nižšie úrovne napätia ako referenčná úroveň zenerovho napätia.

Toto vedie k tomu, že všetky výstupy operačných zosilňovačov sú vysoké, a aktivujú sa relé RL / 1 až RL / 4.

Za vyššie uvedenej situácie je celé napájacie napätie zo vstupu vedené do batérie cez N / O kontakty RL1.

Vybitá batéria sa teraz začne nabíjať relatívne extrémne vysokou prúdovou rýchlosťou a rýchlo sa nabíja až na úroveň nad vybitou úrovňou, kým nastavené napätie na P1 neprekročí zenerovu referenciu.

Vyššie uvedené núti A1 vypnúť T1 / RL1.

Batérii je teraz zabránené v získaní plného napájacieho prúdu, ale nabíja sa paralelnými odpormi vytvorenými Rx, Ry, Rz prostredníctvom zodpovedajúcich kontaktov relé.

To zaisťuje, že batéria je nabitá na najbližšej vyššej úrovni prúdu, ktorá je určená čistou hodnotou troch paralelných induktorov (odpory).

Keď sa batéria nabíja ďalej, A2 sa vypne na nasledujúcej vopred stanovenej úrovni napätia, vypne Rx a vykreslí Ry, Rz iba so zamýšľaným nabíjacím prúdom do batérie. Takto je zaistené, že úroveň zosilňovača je zodpovedajúcim spôsobom znížená pre batériu.

Podľa postupu, keď sa batéria nabíja na ďalšiu vypočítanú vyššiu úroveň, sa A3 vypne a umožní iba Rz udržiavať požadovanú optimálnu úroveň prúdu pre batériu, kým sa úplne nenabije.

Ak k tomu dôjde, A4 sa konečne vypne a uistite sa, že batéria je teraz úplne vypnutá po dosiahnutí požadovaného plného nabitia určenou rýchlou rýchlosťou.

Vyššie uvedená metóda štvorstupňového nabíjania batérie zaisťuje rýchle nabíjanie bez poškodenia vnútornej konfigurácie batérie a zaručuje, že nabitie dosiahne najmenej 95%.

Rx, Ty, Rz môžu byť nahradené ekvivalentnými rezistormi navinutými do drôtu, čo by však znamenalo určitý odvod tepla z nich v porovnaní s induktormi induktorov.

Olovenú batériu je zvyčajne potrebné nabíjať asi 10 až 14 hodín, aby sa umožnilo aspoň 90% akumulácie nabitia. S vyššie uvedeným obvodom rýchlej nabíjačky batérií by sa to isté dalo urobiť do 5 hodín, čo je o 50% rýchlejšie.

Zoznam položiek

R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10 000 predvolieb
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = relé SPDT 12V, 10 kontaktov
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, zenerova dióda 1/2 wattu
A1 --- A4 = LM324 IC