מעגל מטען סוללות מהיר טוען סוללה במהירות משופרת כך שהיא נטענת בפחות זמן מהתקופה שצוינה. בדרך כלל זה נעשה באמצעות אופטימיזציה או בקרה שוטפת של זרם.

“תוצר של סכומים מלוח האמת ”

כשחיפשתי מעגל מטען מהיר שיטען סוללה במהירות נתקלתי בכמה עיצובים שלא רק חסרי תועלת אלא גם מטעים. נראה שלמחברים המודאגים לא היה מושג איך באמת צריך להיות מטען מהיר.

מַטָרָה

המטרה העיקרית כאן היא להשיג טעינה מהירה בסוללות חומצות עופרת מבלי לגרום נזק לתאים שלה.

בדרך כלל, בטמפרטורות אטמוספריות של 25 מעלות צלזיוס, אמורה לטעון סוללת חומצה עופרת בקצב C / 10 שייקח לפחות 12 עד 14 שעות עד שהסוללה נטענת במלואה. כאן C = אה ערך הסוללה

מטרת הרעיון המוצגת כאן היא להפוך את התהליך הזה ל 50% מהיר יותר ולאפשר את טעינת הטעינה תוך 8 שעות.

שימו לב כי לא ניתן להשתמש במעגל מבוסס LM338 להגברת קצב הטעינה של סוללה , בעוד שזה א ויסות מתח נהדר IC , שיפור קצב הטעינה דורש מעבר מיוחד חכם צעד בזרם אשר לא ניתן לעשות זאת באמצעות IC LM338 בלבד.

קונספט המעגל

כאשר אנו מדברים על אופן טעינת סוללה במהירות אנו כמובן מעוניינים ליישם אותה באמצעות סוללות עופרת, מכיוון שאלו משמשים באופן נרחב כמעט לכל היישומים הכלליים.

השורה התחתונה עם סוללות חומצות עופרת היא שלא ניתן לכפות על אלה טעינה מהירה אלא אם כן עיצוב המטען כולל מעגלים אוטומטיים 'חכמים' .

עם סוללת ליתיום ברור שזה הופך להיות די קל על ידי החלת המנה המלאה של הזרם הגבוה שצוין עליו ואז ניתוק ברגע שהוא מגיע לרמת הטעינה המלאה.

עם זאת, הפעולות הנ'ל עשויות להיות קטלניות אם נעשה לסוללת חומצה עופרת מכיוון שסוללות LA אינן מיועדות לקבל טעינה ברמות זרם גבוהות ברציפות.

לכן על מנת ללחץ על זרם בקצב מהיר צריך לטעון את הסוללות הללו ברמה מדורגת, כאשר הסוללה הפרוקה מוחלת בתחילה בקצב C1 גבוה, מופחתת בהדרגה ל- C / 10 ולבסוף רמת טעינה מטפטפת ככל שהסוללה מתקרבת. טעינה מלאה בכל המסופים שלה. הקורס יכול לכלול מינימום של 3 עד 4 שלבים להבטחת 'נוחות' מקסימאלית ובטיחות חיי הסוללה.

כיצד עובד מטען סוללות 4 שלבים זה

ליישום מעגל מטען מהיר בן 4 שלבים, כאן אנו משתמשים ב- LM324 הרב-תכליתי לחישת רמות המתח השונות.

ארבעת השלבים כוללים:

1) טעינה בתפזורת זרם גבוהה
2) טעינה מתונה בתפזורת נוכחית
3) טעינת קליטה
4) טעינת צף

התרשים הבא מראה כיצד IC LM324 עשוי להיות מחובר כמתח סוללה בן 4 שלבים לפקח ולנתק את המעגל.

תרשים מעגל

אנא חבר נורית בסדרה עם R1, R2, R3, R4, כל אחד בכדי לקבל קריאה סינכרונית של מצב הטעינה של הסוללה. בתחילה כל הנוריות יצביעו על זרם מקסימלי, ואז לעיתים נדלקות הנוריות אחת אחת עד רק נורות A4 נותרות על טעינת הצף, והמטען נטען לחלוטין.

ה- IC LM324 הוא ארבע אמפר IC שכל ארבע האורות משמשות למיתוג רציף המיועד של רמות זרם הפלט.

ההליך קל מאוד להבנה. אופמות A1 עד A2 מותאמות למיתוג ברמות מתח שונות במהלך הטעינה המדורגת של הסוללה המחוברת.

כל הכניסות הלא-הפוכות של האורות מתייחסות לאדמה דרך מתח הזנר.

הקלטים ההפוכים קשורים לאספקה החיובית של המעגל באמצעות הגדרות הקבועות המקדימות.

אם אנו מניחים שהסוללה היא סוללת 12 וולט עם רמת פריקה של 11 וולט, ניתן להגדיר את P1 כך שהממסר פשוט יתנתק כאשר מתח הסוללה מגיע ל -12 וולט, ניתן לכוונן את P2 כדי לשחרר את הממסר ב -12.5 וולט, P3 עשוי להיעשות עבור אותו באותו 13.5V ולבסוף P4 יכול להיות מוגדר להגיב ב רמת טעינה מלאה של סוללה של 14.3 וולט.

ל- Rx, Ry, Rz יש אותם ערכים והם מותאמים במיוחד בכדי לספק לסוללה את כמות הזרם הנדרשת במהלך רמות מתח הטעינה השונות.

ניתן לתקן את הערך כך שכל משרן מאפשר קצב מעבר הנוכחי שעשוי להיות 1/10 מהסוללה AH.

ניתן לקבוע זאת באמצעות חוק אוהם:

R = I / V

הערכים של Rx, לבד או Rx, Ry יחד יכולים להיות ממדיים קצת אחרת על מנת לאפשר יותר זרם יחסית לסוללה בשלבים הראשוניים בהתאם להעדפות הפרט, והוא ניתן לשינוי.

כיצד המעגל מגיב כאשר הוא מופעל

לאחר חיבור הסוללה המרוקנת למסופים המוצגים כאשר ההפעלה מופעלת:

“מהו מחולל טונים ”

כל הקלטים ההופכים של האופמים חווים רמות מתח נמוכות בהתאמה לרמת הייחוס של מתח הזנר.

זה גורם לכל היציאות של האורות להיות גבוהות ומפעילות את הממסרים RL / 1 ל- RL / 4.

במצב הנ'ל מתח האספקה המלא מהכניסה עוקף לסוללה באמצעות מגעי ה- N / O של RL1.

הסוללה הפרוקה מתחילה כעת להיטען בקצב זרם גבוה יחסית יחסית והיא נטענת במהירות עד לרמה מעל לרמה הפרוקה עד שהמתח שנקבע ב- P1 עולה על הפניה של הזנר.

האמור לעיל מאלץ את A1 לכבות את T1 / RL1.

הסוללה מונעת כעת מלהשיג את זרם האספקה המלא אך ממשיכה להיטען עם ההתנגדות המקבילות שנוצרו על ידי Rx, Ry, Rz דרך אנשי הקשר הממסרים המתאימים.

זה מוודא שהסוללה טעונה ברמת הזרם הגבוהה יותר הבאה שנקבעת על ידי שלושת ערך המשרן המקביל (התנגדויות).

ככל שהסוללה נטענת עוד יותר, A2 נכבה ברמת המתח הקבועה הבאה, מכבה את Rx ומעבד את Ry, Rz רק עם זרם הטעינה המיועד לסוללה. זה מוודא שרמת המגבר מופחתת בהתאם לסוללה.

בעקבות ההליכים עם טעינת הסוללה לרמה הגבוהה המחושבת הבאה, A3 מכבה את המאפשר רק ל- Rz לשמור על רמת הזרם האופטימלית הנדרשת עבור הסוללה, עד שהיא נטענת במלואה.

כאשר זה קורה, A4 סוף סוף מכבה ומוודא שהסוללה נכבתה לחלוטין לאחר שהשיגה את הטעינה המלאה הנדרשת בקצב המהיר שצוין.

השיטה לעיל של טעינת סוללה בת 4 שלבים מבטיחה טעינה מהירה מבלי לפגוע בתצורה הפנימית של הסוללה ומוודאת שהטעינה מגיעה לפחות ל -95%.

Rx, Ty, Rz עשויים להיות מוחלפים בהתנגדות מקבילה של חוטים מקבילים, אולם משמעות הדבר היא פיזור חום מהם בהשוואה לעמיתי המשרן.

בדרך כלל יהיה צורך לטעון סוללת חומצה עופרת במשך כ -10 עד 14 שעות כדי לאפשר לפחות 90% מהצטברות המטען. במעגל מטען הסוללות המהיר שלעיל ניתן לעשות זאת תוך חמש שעות מהזמן, זה מהיר ב -50%.

רשימת חלקים

R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = הגדרות קבועות מראש של 10k
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = ממסרי SPDT 12V 10 דירוג קשר
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, דיודת זנר 1/2 וואט
A1 --- A4 = LM324 IC