Mehrfach-Batterieladekreis mit Dump-Kondensator

In diesem Artikel werden wir versuchen, eine automatische Batterieladeschaltung unter Verwendung des Dump-Kondensator-Konzepts zur Selbsterkennung und zum Laden mehrerer Batteriesätze aufzubauen. Die Idee wurde von Herrn Michael angefordert.

Schaltungsziele und -anforderungen

1. Mein Name ist Michael und ich lebe in Belgien.
2. Ich habe Ihre Website über Google bei der Suche nach einem Akku-Erhaltungsladegerät gefunden.
3. Ich habe alles überprüft 99 Ladegeräte konnte aber keine finden, die mehrere Batterien hält.
4. Ich bin immer noch auf der Suche nach einer guten Strecke, deshalb hoffe ich, dass Sie mir vielleicht helfen können.
5. Zu Hause haben wir eine Vielzahl von Blei-Säure-Batterien und im Winter werden die meisten vernachlässigt.
6. Im Frühjahr wurde überprüft, welche Batterie es geschafft hat und welche nicht.
7. Das Problem ist die Vielfalt der Batterien. Ich bin Biker, meine Brüder haben einen kleinen Bagger und einen Traktor, wir haben 2 Lieferwagen mit 2 Wohnwagen und wir (ich, Mutter, Schwester, 2 Brüder und dort Freundinnen) haben alle ein Auto.
8. Sie sehen also eine Vielzahl von Batterien. In der Vergangenheit habe ich ein intelligentes 7-Stufen-Ladegerät gekauft, aber es ist unmöglich, alle Batterien mit nur einem Ladegerät zu versorgen.
9. Also frage ich, ob Sie eine Schaltung für mich entwerfen könnten.
10. Mit folgenden Angaben:
11. Halten Sie mindestens 5 oder mehr Batterien gleichzeitig bereit.
12. Überprüft die Spannung, wenn bei niedriger Spannung ein Kondensator in die Batterie entleert wird.
13. Kann Kapazitäten von nur 3 Ah bis zu 200 Ah verarbeiten.
14. Sicherer Betrieb rund um die Uhr ohne Benutzereingabe.
15. Einige der Dinge, über die ich nachgedacht habe:
16. Bei Verwendung eines Cap Dump ist kein schwerer Netztransformator erforderlich, da die Last für den Transformator unter Kontrolle ist.
17. Ein wählbarer Kondensator abhängig von der Kapazität der Batterie.
18. Ein Problem für mich war, etwas zu finden, das mehrere Ausgänge auf Zeitbasis aktivieren kann (mit einem lm311 zum Erfassen der Spannung, einem 555 zum Dump mit Mosfet).
19. Eine Art Anzeige, die anzeigt, welche Batterie die meisten oder sofortigen Deponien benötigt, und fehlerhafte Batterien lokalisiert.
20. Wenn Sie glauben, dass ich einige Fehler gemacht habe oder meine Anforderungen unmöglich sind, lassen Sie es mich jetzt.
21. Wenn Sie zusätzliche Funktionen oder Sicherheitsfunktionen implementieren könnten, hätte ich nicht gedacht, zögern Sie nicht, diese hinzuzufügen oder zu ändern :)
22. Ich bin ein Student, der einen Bachelor in Elektromechanik macht, ich bin ein elektronischer Enthusiast, habe einen Raum voller Komponenten und Teile zum Spielen.
23. Aber mir fehlen die Designerfähigkeiten, um Schaltkreise für meine Bedürfnisse zu bauen.
24. Ich hoffe, Ihr Interesse an diesem Problem geweckt zu haben und hoffe, dass Sie die Zeit finden, etwas für mich zu entwerfen.
25. Vielleicht könnte diese Schaltung auf Ihrer Website die Nummer hundert werden!
26. Auch tolle Arbeit mit Ihrer Website und hoffe, das Beste für Sie!

Das Design

Das diskutierte Schaltungskonzept zum automatischen Laden mehrerer Batterien mit einem Dump-Kondensator kann grundsätzlich in drei Stufen unterteilt werden:

1. Opamp-Komparator-Detektorstufe
2. IC 555 EIN / AUS-Intervallgenerator
3. Dump-Kondensator-Schaltungsstufe

Die Opamp-Stufen sind so konfiguriert, dass sie eine kontinuierliche Erfassung des Batterieladezustands aufrechterhalten und dementsprechend die Abschaltung / Wiederherstellung des Ladevorgangs über die mit ihren relevanten Eingängen angeschlossenen Batterien ausführen. Der Ladevorgang erfolgt über ein Kondensator-Dump-System.

Lassen Sie uns die verschiedenen Stgaes ausführlich verstehen:

Selbstregulierender 4-Batterie-Opamp-Ladekreis

Die erste Stufe innerhalb dieses Entwurfs ist die Opamp-Batterie-Überladungsdetektorschaltung. Das Schema dieser Stufe ist unten zu sehen:

Liste der Einzelteile:

opamps: LM324

Voreinstellungen: 10K

Zener 6V / 0,5 Watt

R5 = 10K

Dioden = 6A4 oder gemäß den Ladespezifikationen

Wir werden hier nur 4 Batterien betrachten, und deshalb benutze 4 opamps für die jeweiligen Überladungsabschaltungen. Die Operationsverstärker A1 bis A4 werden vom Quad-Operationsverstärker-IC LM324 übernommen, der jeweils als Kompartimente konfiguriert ist, um die angeschlossene entsprechende Batterie über Ladezustände zu erfassen.

Wie in der Abbildung zu sehen ist, sind die nicht invertierenden Eingänge der einzelnen Operationsverstärker mit den entsprechenden Batteriepositiven konfiguriert, um die erforderliche Erfassung der Batteriespannungen zu ermöglichen.

Die positiven Eigenschaften der einzelnen Batterien hängen mit dem Kondensator-Dump-Ausgang zusammen, auf den wir im späteren Teil des Artikels eingehen werden.

Die invertierenden (-) Pins der Operationsverstärker sind über eine einzige gemeinsame Zenerdiode auf einen festen Referenzpegel festgelegt.

Die mit den (+) oder nicht invertierenden Eingängen der Operationsverstärker verbundenen Voreinstellungen dienen zum Einstellen der genauen Auslösepunkte für volle Ladung in Bezug auf die entsprechenden (-) Pin-Zener-Referenzpegel.

Die Voreinstellungen sind so eingestellt, dass, wenn die relevante Batteriespannung den vollen Ladepegel erreicht, der proportionale Wert am Pin (+) des Operationsverstärkers gerade über dem (-) Pin-Zener-Referenzpegel liegt.

Die obige Situation wandelt den Ausgang des Operationsverstärkers sofort von seinen anfänglichen 0 V auf eine hohe Logik um, die dem Versorgungsspannungspegel entspricht.

Dieses Hoch am Operationsverstärkerausgang löst eine IC 555-fähige Schaltung aus, so dass der IC 555 in der Lage ist, periodische EIN / AUS-Intervalle über der angeschlossenen Kondensator-Dump-Schaltung zu erzeugen ... Die folgende Diskussion erklärt uns das Verfahren:

IC 555 Astable zum Erzeugen von periodischem EIN / AUS

Das folgende Schema zeigt die IC 555-Stufe, die als astabil für die beabsichtigte periodische EIN / AUS-Schalterzeugung für die nachfolgende Kondensator-Dump-Schaltung konfiguriert ist.

Liste der Einzelteile

IC = IC 555

R2 = 22K

R1, C2 = berechnen, um die gewünschte Ladedumpzyklusrate zu erhalten

Wie im obigen Diagramm gezeigt, ist Pin 4, der die Reset-Pinbelegung des IC 555 ist, mit dem Ausgang der entsprechenden Operationsverstärkerstufe verbunden.

Jeder der Operationsverstärker hat seine eigenen separaten IC 555-Stufen zusammen mit der Kondensator-Dump-Schaltungsstufe .

Während sich die Batterie im Ladevorgang befindet und der Opamp-Ausgang auf Null gehalten wird, bleibt der IC 555 astable deaktiviert. Sobald jedoch die betreffende angeschlossene Batterie vollständig aufgeladen ist und der betreffende Opamp-Ausgang positiv wird, wird der angeschlossene IC 555 astable aktiviert, wodurch der Ausgangspin Nr. 3 periodische EIN / AUS-Zyklen erzeugt.

Der Pin Nr. 3 des IC 555 ist mit einer eigenen Kondensator-Dump-Schaltung konfiguriert, die auf die EIN / AUS-Zyklen von der IC 555-Stufe reagiert und den Prozess des Ladens und Dumpings eines Kondensators über die entsprechende Batterie beginnt.

Um zu verstehen, wie sich dieser Dump-Kondensator als Reaktion auf die EIN / AUS-Zyklen des IC 555 verhält, müssen wir möglicherweise den folgenden Abschnitt des Artikels durchgehen:

Kondensator-Dump-Ladekreis:

Gemäß der Anforderung muss die Batterie über eine Kondensator-Dump-Schaltung aufgeladen werden, und ich habe die folgende Schaltung entwickelt. Ich hoffe, dass sie den Erwartungen entspricht:

Die Schaltungsfunktion der oben gezeigten Kondensator-Dump-Ladeschaltung kann nach folgender Erklärung gelernt werden:

• Solange der IC 555 im deaktivierten Zustand bleibt, kann der BC547 die erforderliche Vorspannung durch seinen Basis-1K-Widerstand erhalten, der wiederum den zugehörigen TIP36-Transistor in der EIN-Position hält.
• Diese Situation ermöglicht es dem Hochwertkollektorkondensator, bis zu seiner maximal zulässigen Grenze aufgeladen zu werden. In dieser Position ist der Kondensator in der geladenen Bereitschaftsposition scharfgeschaltet.
• In dem Moment, in dem die IC 555-Stufe aktiviert wird und ihren EIN-AUS-Zyklus beginnt, schalten die AUS-Perioden des Zyklus das BC547 / TIP36-Paar aus und schalten das TIP36 auf der äußersten linken Seite ein, wodurch die Ladung vom Kondensator sofort geschlossen und in die zugehörige Batterie geleitet wird positiv.
• Der nächste EIN-Zyklus vom IC 555 kehrt die Situation in die vorherigen Bedingungen zurück und lädt den 20.000 uF-Kondensator auf. Beim nächsten AUS-Zyklus kann der Kondensator seine Ladung erneut über den entsprechenden TIP36-Transistor ablassen.
• Dieser Lade- und Entladevorgang wird kontinuierlich ausgeführt, bis die entsprechende Batterie vollständig aufgeladen ist, wodurch der Operationsverstärker gezwungen wird, sich selbst und den gesamten Vorgang auszuschalten.

Alle Operationsverstärker arbeiten auf ähnliche Weise, indem sie den Zustand der angeschlossenen Batterie erfassen und die oben erläuterten Verfahren selbst starten.

Damit ist die Erklärung zum vorgeschlagenen automatischen Mehrfachbatterieladegerät mit Kondensatorentladungsladung abgeschlossen. Wenn Sie Fragen oder Zweifel haben, zögern Sie nicht, über Kommentare zu kommunizieren ...