Natančno vezje testerja kapacitete akumulatorja - tester varnostnega kopiranja

Natančno vezje testerja kapacitete akumulatorja, razloženo v naslednjem članku, lahko v realnem času preizkusite največjo rezervno zmogljivost katere koli polnilne baterije.

Avtor Timothy John

Osnovni koncept

Vezje deluje tako, da praktično popolnoma napolnjeno testirano baterijo izprazni s konstantnim tokom, dokler njena napetost ne doseže globoke vrednosti praznjenja.

Na tej točki vezje samodejno odreže baterija iz napajalnika, medtem ko priključena kremenčeva ura zagotavlja pretečeni čas, za katerega je baterija zagotavljala varnostno kopijo. Ta pretečeni čas ure uporabnika obvesti o natančni kapaciteti akumulatorja glede na nastavljeni tok praznjenja.

Zdaj pa se naučimo podrobnega delovanja predlaganega vezja baterije etster s pomočjo naslednjih točk:

Vljudnost oblikovanja: Elektor Electronics

Glavne faze vezja

Glede na zgornjo shemo preizkuševalnika časa za rezervno baterijo lahko zasnovo razdelimo na 3 stopnje:

• Stopnja konstantnega praznjenja s pomočjo IC1b
• Deep Discharge Cut-Stage z uporabo IC1a
• Zunanja prekinitev napajanja iz kvarčne ure 1,5 V

En sam dvojni opcijski ojačevalnik IC LM358 se uporablja za izvajanje tako postopka praznjenja s konstantnim tokom kot postopka globokega praznjenja.

Oba ojačevalnika iz IC sta konfigurirana kot primerjalnika.

Primerjalni ojačevalnik IC1b deluje kot natančen krmilnik praznjenja s konstantnim tokom za baterijo.

Kako deluje konstantno praznjenje akumulatorja

Napačna razelektritvena obremenitev v obliki uporov R8 do R17 je povezana med virsko sponko MOSFET in ozemljitvijo.

Glede na prednostni izpustni tok se na teh vzporednih upornih bankah ustvari enakovreden padec napetosti.

Ta padec napetosti se opazi in natančno enak potencial se prilagodi na neinvertirajočem vhodu ojačevalnika IC1b prek vnaprej nastavljene P1.

Zdaj, dokler je padec napetosti na uporih pod to nastavljeno vrednostjo, izhod opcijskega ojačevalnika še naprej ostaja visok, MOSFET pa ostane vklopljen in akumulator izprazni s prednostno konstantno hitrostjo toka.

Če pa domnevamo, da se tok zaradi nekega razloga nagiba k povečanju, se tudi padec napetosti na uporni strani poveča, kar povzroči, da potencial na invertirnem zatiču2 IC1b preide čez neinvertirni zatič3. To takoj preklopi izhod opcijskega ojačevalnika na 0V in izklopi MOSFET.

Ko je MOSFET IZKLOPLJEN, napetost na uporu prav tako takoj pade in opcijski ojačevalnik ponovno vklopi MOSFET in ta cikel VKLOP / IZKLOP se nadaljuje hitro, s čimer se zagotovi, da se konstantni trenutni izpust popolnoma vzdržuje vnaprej ravni.

Kako izračunati upore s konstantnim tokom

Vzporedna uporovna banka, priključena na izvorni priključek MOSFET T1, določa konstantno obremenitev trenutnega praznjenja akumulatorja.

To posnema dejansko obremenitev in stopnjo praznjenja, ki ji je baterija lahko izpostavljena med rednim delovanjem.

Če svinčeve baterije vemo, da mora biti njegova idealna hitrost izpusta 10% vrednosti Ah. Ob predpostavki, da imamo baterijo 50 Ah, mora biti stopnja praznjenja 5 amperov. Baterijo bi lahko praznili tudi z višjimi hitrostmi, vendar bi to lahko resno negativno vplivalo na življenjsko dobo baterije, zato 5 amp postane idealna izbira.

Zdaj moramo za tok 5 amp nastaviti vrednost upora tako, da se lahko razvije kot približno 0,5 V po sebi kot odziv na tok 5 amp.

To je mogoče hitro ovrednotiti z ohmskim zakonom:

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

Ker je vzporedno 10 uporov, vrednost za vsak upor postane 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Moč lahko izračunamo kot 0,5 x 5 = 2,5 vata

Ker je vzporedno 10 uporov, je lahko moč vsakega upora = 2,5 / 10 = 0,25 vata ali preprosto 1/4 vata. Da pa zagotovimo natančno delovanje, se lahko moč poveča na 1/2 vata za vsak upor.

Kako nastaviti globoko praznjenje

Optični ojačevalnik IC1a skrbi za globoko praznjenje, ki določa najnižji napetostni prag za varnostno kopiranje akumulatorja.

Nastavite ga lahko na naslednji način:

Predpostavimo, da je najnižja stopnja praznjenja za 12 V svinčevo baterijo 10 V. Prednastavljena P2 je nastavljena tako, da napetost na priključku K1 ustvari natančno 10 V.

To pomeni, da je obrnjeni zatič2 opcijskega ojačevalnika zdaj nastavljen na natančno referenco 10 V.

Zdaj bo na začetku napetost akumulatorja nad to vrednostjo 10 V, zaradi česar bo neinvertirni vhodni zatič pin3 višji od pin2. Zaradi tega bo izhod IC1a visok, kar bo omogočilo vklop releja.

To bi nato omogočilo, da baterija doseže MOSFET za postopek praznjenja.

Ko se baterija izprazni pod oznako 10 V, potencial pin3 IC1a postane večji od pin2, zaradi česar njegov izhod postane nič in se rele izklopi. Baterija je odrezana in zaustavljena pred nadaljnjim praznjenjem.

Kako izmeriti pretečeni čas varnostnega kopiranja

Za vizualno merjenje kapacitete akumulatorja glede na čas, potreben, da akumulator doseže polno stopnjo praznjenja, je nujno imeti kazalnik časa, ki prikazuje pretečeni čas od začetka, dokler baterija ne doseže globokega praznjenja ravni.

To lahko preprosto izvedete tako, da katero koli navadno kremenčevo stensko uro povežete s svojo 1,5V baterija odstranjena.

Najprej se iz ure odstrani 1,5 V baterija, nato pa se sponke akumulatorja s pravilno polarnostjo priključijo na točke priključka K4.

Nato se ura prilagodi na 12 0 ura.

Zdaj, ko se vezje sproži, drugi par relejnih kontaktov poveže 1,5 V DC od križišča R7 / D2 z uro.

Ta krepi kvarčno uro, tako da lahko prikazuje pretečeni čas postopka praznjenja baterije.

Ko je baterija globoko prazna, rele preklopi in odklopi napajanje ure. Čas na uri se zamrzne in zabeleži natančno zmogljivost baterije ali dejanski varnostni čas baterije.

Preskusni postopek

Ko je sklop preizkuševalnika kapacitete akumulatorja končan, morate na različne priključke od K1 do K4 priključiti naslednjo dodatno opremo.

K1 je treba povezati z voltmetrom za nastavitev nivoja napetosti globokega praznjenja s prilagoditvijo P2.

K2 je mogoče povezati z ampermetrom, da preveri stalno praznjenje akumulatorja, čeprav to ni obvezno. Če ampermetra ne uporabljate pri K2, dodajte žico prek točk K2.

Preizkušena baterija mora biti povezana s K3 s pravilno polariteto.

Nenazadnje je treba priključke akumulatorja za kremenčevo uro priključiti na K4, kot je razloženo v prejšnjem poglavju.

Ko so zgornji elementi ustrezno integrirani in se prednastavitve P1 / P2 prilagodijo v skladu s prejšnjo razlago, lahko pritisnete stikalo S1 za inicializacijo postopka testiranja kapacitete akumulatorja.

Če je priključen ampermeter, bo takoj začel prikazovati natančen izpust konstantnega toka, kot ga določajo upori vira MOSFET, in kremena ura bo začela beležiti pretečeni čas akumulatorja.