Presný obvod testeru kapacity batérie vysvetlený v nasledujúcom článku je možné použiť na testovanie maximálnej záložnej kapacity ľubovoľnej nabíjateľnej batérie v reálnom čase.
Autor: Timothy John
Základná koncepcia
Obvod pracuje tak, že testovanú batériu úplne vybije konštantným prúdom, kým jej napätie nedosiahne hodnotu hlbokého vybitia.
V tomto okamihu obvod automaticky odreže batériu zo zdroja, zatiaľ čo pripojené kremenné hodiny poskytujú uplynulý čas, na ktorý batéria poskytovala zálohu. Tento uplynulý čas na hodinách informuje používateľa o presnej kapacite batérie vzhľadom na nastavený vybíjací prúd.
Teraz sa naučíme podrobnú prácu navrhovaného obvodu etster kapacity batérie pomocou nasledujúcich bodov:
Dizajn so súhlasom: Elektor Electronics
Hlavné etapy okruhu
S odkazom na vyššie uvedenú schému časovača zálohovania batérie je možné návrh rozdeliť do 3 etáp:
- Stupeň konštantného výboja pomocou IC1b
- Fáza hlbokého výboja cut off stage pomocou IC1a
- Prerušenie napájania externých kremenných hodín 1,5 V
Jediný duálny zosilňovač IC LM358 sa používa na implementáciu procesu vybíjania konštantným prúdom aj prerušenia hlbokého výboja.
Oba operačné zosilňovače z integrovaného obvodu sú nakonfigurované ako kompartéry.
Komparačný operačný zosilňovač IC1b funguje ako presný regulátor vybitia konštantného prúdu pre batériu.
Ako funguje vybíjanie batérie pri konštantnom prúde
Fiktívna výbojová záťaž vo forme rezistorov R8 až R17 je pripojená medzi svorku zdroja MOSFET a uzemňovacie vedenie.
V závislosti na preferovanom výbojovom prúde sa generuje ekvivalentný pokles napätia cez túto paralelnú banku rezistorov.
Tento pokles napätia je zaznamenaný a presne ten istý potenciál je nastavený na neinvertujúcom vstupe operačného zosilňovača IC1b cez prednastavený P1.
Teraz, pokiaľ je pokles napätia na rezistoroch pod touto nastavenou hodnotou, výstup operačného zosilňovača zostáva naďalej vysoký a MOSFET zostáva zapnutý a vybíja batériu požadovanou rýchlosťou konštantného prúdu.
Ak však predpokladáme, že prúd má z nejakého dôvodu stúpajúcu tendenciu, zvyšuje sa aj pokles napätia v banke rezistorov, čo spôsobí, že potenciál na invertujúcom kolíku 2 IC1b pôjde cez neinvertujúci kolík3. Toto okamžite prevráti výstup operačného zosilňovača na 0 V a vypne MOSFET.
Keď je MOSFET VYPNUTÝ, napätie na rezistore tiež okamžite poklesne a operačný zosilňovač znova zapne MOSFET a tento cyklus ZAPNUTÍ / VYPNUTIE pokračuje rýchlou rýchlosťou, čo zaisťuje, že výboj konštantného prúdu je perfektne udržiavaný na vopred určených úrovni.
Ako vypočítať rezistory s konštantným prúdom
Paralelná banka odporov pripojená na zdrojovej svorke MOSFET T1 určuje konštantné prúdové zaťaženie batérie.
To napodobňuje skutočné zaťaženie a rýchlosť vybíjania, ktorým môže byť batéria vystavená počas svojej bežnej práce.
Ak olovena bateria Keď je použitý, potom vieme, že jeho ideálna rýchlosť vybíjania by mala byť 10% jeho hodnoty Ah. Za predpokladu, že máme 50 Ah batériu, potom by rýchlosť vybíjania mala byť 5 ampérov. Batériu je tiež možné vybíjať pri vyšších rýchlostiach, čo by však mohlo vážne nepriaznivo ovplyvniť životnosť batérie, a preto je ideálne nastavenie preferovať 5 ampér.
Teraz pre prúd 5 ampérov musíme nastaviť hodnotu odporu tak, aby vyvíjal okolo seba okolo 0,5 V ako reakciu na prúd 5 ampérov.
Toto možno rýchlo vyhodnotiť pomocou Ohmovho zákona:
R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 Ohmov
Pretože paralelne existuje 10 rezistorov, hodnota pre každý rezistor sa stáva 0,1 x 10 = 1 Ohm.
Príkon sa dá vypočítať ako 0,5 x 5 = 2,5 wattu
Pretože 10 rezistorov je paralelných, môže byť výkon každého rezistora = 2,5 / 10 = 0,25 wattu alebo jednoducho 1/4 wattu. Aby sa však zaistila presná práca, výkon sa môže zvýšiť na 1/2 wattu pre každý odpor.
Ako nastaviť medznú hodnotu pre hlboký výboj
Orezanie hlbokého výboja, ktoré rozhoduje o najnižšej prahovej hodnote napätia na zálohovanie batérie, je riešené operačným zosilňovačom IC1a.
Môže byť nastavený nasledujúcim spôsobom:
Predpokladajme, že najnižšia úroveň vybitia pre 12 V olovenú batériu je 10 V. Predvolená hodnota P2 je nastavená tak, aby napätie na konektore K1 produkovalo presných 10 V.
To znamená, že invertujúci pin2 operačného zosilňovača je teraz nastavený na presnú hodnotu 10 V.
Teraz bude na začiatku napätie batérie nad touto úrovňou 10 V, čo spôsobí, že neinvertujúci vstupný pin pin3 bude vyšší ako pin2. Z tohto dôvodu bude výstup IC1a vysoký, čo umožní zopnutie relé.
To by zase umožnilo vybitiu batérie dosiahnuť na MOSFET pre proces vybíjania.
Nakoniec, keď je batéria vybitá pod značkou 10 V, potenciál IC3a pin3 je vyšší ako pin2, čo spôsobí, že jeho výstup bude nulový a relé je vypnuté. Batéria je odpojená a zastavená pred ďalším vybíjaním.
Ako merať uplynulý čas zálohovania
Pre vizuálne meranie kapacity batérie z hľadiska času potrebného na dosiahnutie úplného vybitia je potrebné mať indikátor času, ktorý by ukazoval uplynulý čas od začiatku, kým batéria nedosiahne hlboké vybitie úrovni.
To sa dá jednoducho realizovať pripojením akýchkoľvek bežných kremenných nástenných hodín k nim 1,5 V batéria odstránený.
Najskôr sa z hodín vyberie 1,5 V batéria, potom sa svorky batérie pripoja k bodom konektora K4 so správnou polaritou.
Ďalej sú hodiny nastavené na 12 0 hodín.
Teraz, keď je obvod iniciovaný, druhá dvojica kontaktov relé spája 1,5 V DC od križovatky R7 / D2 k hodinám.
Toto napája kremenné hodiny, aby bolo možné zobraziť uplynulý čas procesu vybíjania batérie.
Nakoniec, keď je batéria hlboko vybitá, relé prepne a odpojí napájanie hodín. Čas na hodinách zamrzne a zaznamená presnú kapacitu batérie alebo skutočný čas zálohy batérie.
Postup skúšky
Akonáhle je tester kapacity batérie hotový, budete musieť pripojiť nasledujúce príslušenstvo k rôznym konektorom od K1 po K4.
K1 by mal byť spojený s voltmetrom na nastavenie úrovne napätia hlbokého výboja pomocou nastavenia P2.
K2 je možné pripojiť pomocou ampérmetra na kontrolu vybitia batérie konštantným prúdom, aj keď je to voliteľné. Ak sa na K2 nepoužíva ampérmeter, nezabudnite pridať káblové spojenie cez body K2.
Testovaná batéria by mala byť pripojená cez K3 so správnou polaritou.
Nakoniec by mali byť svorky batérie kremenných hodín pripojené cez K4, ako je vysvetlené v predchádzajúcej časti.
Keď sú vyššie uvedené položky vhodne integrované a predvoľby P1 / P2 sú nastavené podľa predchádzajúceho vysvetlenia, môže byť stlačený spínač S1 na inicializáciu procesu testovania kapacity batérie.
Ak je pripojený ampérmeter, okamžite začne ukazovať presný výboj konštantného prúdu nastavený rezistormi zdroja MOSFET a kremenné hodiny začnú zaznamenávať uplynulý čas batérie.
Dvojica: Výroba stredového reproduktora C80 pre systémy priestorového zvuku Ďalej: Ovládací obvod xenónového stroboskopu
