Un circuit de încărcare rapidă a bateriei încarcă o baterie cu viteză îmbunătățită, astfel încât să fie încărcată în mai puțin timp decât perioada specificată. Acest lucru se face de obicei printr-o optimizare sau control al curentului.

În timp ce căutam un circuit de încărcare rapidă care să încarce rapid o baterie, am dat peste câteva modele care nu numai că erau inutile, dar și înșelătoare. Se părea că autorii în cauză habar nu aveau cum trebuie să fie un încărcător rapid.

Obiectiv

Principalul obiectiv aici este de a realiza o încărcare rapidă în bateriile cu plumb acid fără a provoca vătămări celulelor sale.

În mod normal, la temperaturi atmosferice de 25 grade Celsius, se presupune că o baterie cu plumb acid se va încărca la o rată C / 10, ceea ce ar dura cel puțin 12 până la 14 ore până când bateria se va încărca complet. Aici valoarea C = Ah a bateriei

Obiectivul conceptului prezentat aici este de a face acest proces cu 50% mai rapid și de a permite încărcarea să se termine în 8 ore.

Vă rugăm să rețineți că un Circuitul bazat pe LM338 nu poate fi utilizat pentru a crește rata de încărcare a unei baterii , în timp ce este un mare regulator de tensiune IC , creșterea ratei de încărcare necesită o schimbare înțeleaptă specială în curent care nu poate fi realizat folosind un singur IC LM338.

Conceptul de circuit

Când vorbim despre cum să încărcați rapid o baterie, suntem, în mod evident, interesați să implementăm același lucru cu bateriile cu plumb acid, deoarece acestea sunt cele care sunt utilizate pe scară largă pentru aproape toate aplicațiile generale.

Concluzia bateriilor cu plumb acid este că acestea nu pot fi forțate să se încarce rapid decât dacă proiectul încărcătorului încorporează un circuite automate „inteligente” .

Cu o baterie Li-ion, evident, acest lucru devine destul de ușor prin aplicarea întregii doze a curentului mare specificat și apoi întreruperea imediat ce atinge nivelul complet de încărcare.

Cu toate acestea, operațiunile de mai sus ar putea însemna fatale dacă sunt efectuate pe o baterie cu plumb acid, deoarece bateriile LA nu sunt concepute pentru a accepta încărcarea la niveluri de curent ridicate continuu.

Prin urmare, pentru a presiona curentul într-un ritm rapid, aceste baterii trebuie să fie încărcate la un nivel treptat, în care bateria descărcată este inițial aplicată cu o rată C1 ridicată, redusă treptat la C / 10 și, în cele din urmă, un nivel de încărcare scurgere pe măsură ce bateria se apropie o încărcare completă pe terminalele sale. Cursul ar putea include minimum 3 până la 4 pași pentru a asigura „confortul” maxim și siguranța duratei de viață a bateriei.

Cum funcționează acest încărcător de baterii în 4 pași

Pentru implementarea unui circuit de încărcare rapidă în 4 pași, aici folosim versatilul LM324 pentru detectarea diferitelor niveluri de tensiune.

Cei 4 pași includ:

1) Încărcare în vrac de mare curent
2) Încărcare în vrac curentă moderată
3) Încărcare de absorbție
4) Încărcare plutitoare

Următoarea diagramă arată cum IC LM324 poate fi conectat ca o tensiune a bateriei în 4 trepte monitorizați și întrerupeți circuitul.

Diagrama circuitului

Vă rugăm să conectați un LED din seria cu R1, R2, R3, R4, fiecare pentru a obține o citire sincronă a stării de încărcare a bateriei. INIȚIAL, TOATE LED-urile VOR FI PENTRU INDICAREA CURENTULUI MAXIM, APOI URMĂTOARE LED-urile SE STING UNU CU UNUL PÂNĂ PÂNĂ CA NUMAI LED-UL A4 RĂMÂNE PE INDICAREA ÎNCĂRCĂRII FLOATULUI, ȘI BATERIA ÎNCĂRCATĂ ÎN PLIN.

IC LM324 este un IC opamp quad, ale cărui toate cele patru opamps sunt utilizate pentru comutarea secvențială intenționată a nivelurilor de curent de ieșire.

Procedurile sunt foarte ușor de înțeles. opamps A1 la A2 sunt optimizate pentru comutarea la diferite niveluri de tensiune pe parcursul încărcării treptate a bateriei conectate.

Toate intrările care nu inversează opampurile sunt trimise la masă prin tensiunea zener.

Intrările inversoare sunt legate de alimentarea pozitivă a circuitului prin presetările corespunzătoare.

“memorie semiconductoare complementare cu oxid de metal ”

Dacă presupunem că bateria este o baterie de 12V cu un nivel de descărcare de 11V, P1 poate fi setat astfel încât releul să se deconecteze doar când tensiunea bateriei ajunge la 12V, P2 poate fi ajustat pentru a elibera releul la 12,5V, P3 se poate face pentru aceeași la 13.5V și în cele din urmă P4 ar putea fi setat pentru a răspunde la nivelul de încărcare completă a bateriei de 14,3V.

Rx, Ry, Rz au aceleași valori și sunt optimizate pentru a furniza bateriei cantitatea necesară de curent în timpul diferitelor niveluri de tensiune de încărcare.

Valoarea ar putea fi fixată astfel încât fiecare inductor să permită o rată de trecere a curentului care poate fi 1/10 din bateria AH.

Poate fi determinată folosind legea ohmilor:

R = I / V

Valorile lui Rx, singur sau Rx, Ry împreună ar putea fi dimensionate puțin diferit pentru a permite bateriei relativ mai curente în etapele inițiale conform preferințelor individuale și sunt ajustabile.

Cum reacționează circuitul când este pornit

După ce ați conectat bateria descărcată la bornele afișate când este pornită alimentarea:

Toate intrările inversoare opamps experimentează un nivel de tensiune corespunzător mai scăzut decât nivelul de referință al tensiunii zener.

Acest lucru solicită toate ieșirile opamps să devină ridicate și activează releele RL / 1 la RL / 4.

În situația de mai sus, tensiunea totală de alimentare de la intrare este ocolită la baterie prin contactele N / O ale RL1.

Bateria descărcată începe acum să se încarce la o rată de curent relativ mare și se încarcă rapid până la un nivel peste nivelul descărcat până când tensiunea setată la P1 depășește referința zener.

“cum se instalează un comutator bidirecțional ”

Cele de mai sus forțează A1 să oprească T1 / RL1.

Bateria este acum inhibată de a obține curentul total de alimentare, dar continuă să se încarce cu rezistențele paralele create de Rx, Ry, Rz prin contactele de releu corespunzătoare.

Acest lucru asigură faptul că bateria este încărcată la următorul nivel de curent mai mare determinat de valoarea netă a celor trei inductori paraleli (rezistențe).

Pe măsură ce bateria se încarcă în continuare, A2 se oprește la următorul nivel de tensiune prestabilit, oprind Rx și redând Ry, Rz numai cu curentul de încărcare prevăzut la baterie. Acest lucru asigură faptul că nivelul amplificatorului este redus în mod corespunzător pentru baterie.

Urmând procedurile în care bateria se încarcă la următorul nivel superior calculat, A3 se oprește permițând doar Rz să mențină nivelul de curent optim necesar pentru baterie, până când se încarcă complet.

Când se întâmplă acest lucru, A4 se oprește în cele din urmă, asigurându-se că bateria este complet oprită după ce a atins încărcarea completă necesară la viteza rapidă specificată.

Metoda de mai sus de încărcare a bateriei în 4 pași asigură o încărcare rapidă fără a afecta configurația internă a bateriei și asigură că încărcarea ajunge la cel puțin 95%.

Rx, Ty, Rz pot fi înlocuite cu rezistențe echivalente înfășurate în sârmă, cu toate acestea ar însemna o anumită disipare a căldurii de la acestea comparativ cu indivizii.

În mod normal, o baterie cu plumb acid ar trebui încărcată timp de aproximativ 10 până la 14 ore pentru a permite cel puțin 90% din acumulare. Cu circuitul de încărcare rapidă a bateriei de mai sus, același lucru s-ar putea face în 5 ore, cu 50% mai rapid.

Lista de componente

R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10k presetări
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = SPDT 12V relee 10amp contact nominal
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, 1/2 watt dioda zener
A1 --- A4 = LM324 IC