这种通用的自动电池充电电路是非常多功能的功能,可以适应所有类型的电池充电,甚至太阳能充电控制器的应用。
通用电池充电器主要功能
通用电池充电器电路必须包括以下主要特点:
1)电池自动满电截止和自动电池电量过低充电初始化,并有相应的LED指示灯警告。
2)适应所有类型的电池充电
3)可适应任何给定电压和AH额定的电池。
4)电流控制输出
5)一步充电3或4步(可选)
在上述5个功能中,前3个是至关重要的,成为任何通用电池充电器电路的强制性功能。
然而,除了这些特点外,自动电池充电器还必须非常紧凑、便宜、易于操作,否则,这种设计对缺乏技术知识的人来说可能毫无用处,使“通用”的标签失效。
我已经在这个网站上讨论了许多不同的电池充电电路,其中包括了最显著的特点,可能是最优和安全充电电池所需的。
为了简单起见,这些电池充电器电路中的许多都使用了一个opamp,并采用了滞后选项来实现自动低电池充电恢复过程。
然而,使用opamp中的迟滞功能的自动电池充电器,调整反馈预设或可变电阻成为一个关键步骤和一件有点复杂的事情,特别是对于新手来说。因为它需要一些不懈的尝试和错误过程,直到最终确定正确的设置。
此外,设置过充电截止也成为一个乏味的过程,任何新来者可能试图实现的结果与他的电池充电电路。
使用固定电阻而不是锅或预设
本文主要针对上述问题用固定电阻替换POTS和预置为了消除耗时的调整,并确保最终用户或建造者的设计没有麻烦。
我前面已经讨论了一个文章精心解释磁滞在放大器中,我们将使用相同的概念和公式设计提出了通用电池充电器电路将希望解决所有的困惑与建立一个定制的电池充电器电路对于任何独特的电池。
在我们继续进行电路示例解释之前,理解为什么需要滞后为我们的电池充电电路?
这是因为我们有兴趣使用一个opamp,并使用它来检测电池的低放电阈值和高充满电阈值。
增加滞后的重要性
通常,如果没有滞后,opamp不能设置为在两个不同的阈值触发,这两个阈值可能相差很大,因此我们使用滞后来获得使用具有双重检测功能的单个opamp的便利性。
回到我们的主要话题,关于设计一个具有迟滞的通用电池充电器电路,让我们学习如何计算固定电阻,以便可以消除使用可变电阻或预置的复杂Hi/Lo切断设置程序。
为了理解滞回的基本运算及其公式,我们首先需要参考下面的例子:
在上面的示例中,我们可以清楚地看到滞后电阻Rh相对于其他两个参考电阻器计算处方和变化中。
现在,让我们尝试将上述概念应用到实际的蓄电池充电器电路中,并了解如何计算相关参数以获得最终的优化输出。我们以下面的示例为例6V电池充电电路
在此固态充电器示意图中,一旦针脚2电压变高,针脚3参考电压变高,输出针脚6变低,从而关闭TIP122和蓄电池充电。相反,只要引脚2的电势保持在引脚3以下,运算放大器的输出就会保持TIP122接通,电池继续充电。
在一个实际例子中实现公式
从上一节的公式中,我们可以看到在实际电路中实现它时需要考虑的几个关键参数,如下所示:
1)适用于Rx的参考电压和opamp电源电压Vcc必须相等和恒定。
2) 选定的上部蓄电池完全充电开关关闭阈值和下部蓄电池放电开关打开阈值电压必须低于Vcc和参考电压。
这看起来有点棘手,因为电源电压Vcc一般是连接到电池,因此它不能是恒定的,也不能低于参考。
无论如何,为了解决这个问题我们确保Vcc与参考水平夹紧,需要感觉和电池电压下降到一个低50%值使用潜在分压器网络变得小于Vcc,如上面图所示。
电阻Ra和Rb降低电池电压的比例降低50%,而4.7V齐纳设置固定的参考电压为Rx/Ry和opamp的Vcc引脚#4。现在,一切都准备好进行计算了。
让我们应用滞后效应公式连接此6V充电器,并查看此示例电路的工作原理:
在上面提到的6V电路中,我们手头有以下数据:
需要充电的电池为6V
上截止点为7V
低恢复点为5.5V。
Vcc,参考电压设置为4.7V(使用4.7V齐纳)
我们选择Ra, Rb作为100k电阻,将6V电池电势降低50%,因此上截止点7V变为3.5V (VH),下截止点5.5V变为2.75V (VL)
现在,我们需要求出滞后电阻的值Rh关于处方和变化中.
根据公式:
Rh / Rx =六世/ VH -六世= 2.75/3.5 - 2.75 = 3.66 - 1)
∴ 相对湿度/相对湿度=3.66
Ry / Rx =六世/ Vcc - VH - 3.5 = 2.29 = 2.75/4.7 ---------- 2)
解:∵y = y/Rx = 2.29
由1)我们得到Rh/Rx = 3.66
Rh = 3.66的处方
让我们来Rx = 100 k,
其他值如10K、4k7或任何值都可以,但100K是一个标准值,并且足够高,以保持降低消耗变得更合适。
∴ 相对湿度=3.66 x 100=366K
把Rx的值代入2),我们得到
Ry / Rx = 2.29
Ry=2.29Rx=2.29x100=229K
∴ Ry=229K
以上结果也可以用迟滞计算器软件实现,只需点击几个按钮
就是这样,通过上述计算,我们成功地确定了各种电阻器的精确固定值,这将确保连接的6V电池在7V时自动断开,并在电压降至5.5V以下时重新开始充电。
用于更高电压的电池
对于更高的电压,如实现12V、24V、48V通用电池电路,可通过消除LM317级对上述设计进行如下简单修改。
计算程序将与上一段所述完全相同。
对于高电流电池充电,TIP122和二极管1N5408可能需要升级成比例更高的电流器件,并改变4.7V齐纳的值,可能高于50%的电池电压。
绿色的LED指示电池的充电状态,红色的LED让我们知道电池何时充满电。
这篇文章的结论,清楚地说明了如何制作一个简单的,但普遍适用的电池充电电路使用固定电阻,以确保极端的准确性和安全的切断越过设置的阈值点,从而确保完美和安全的充电连接的电池。
米歇尔·P。说
亲爱的Swagatam,
我发现你的网站不久前,我不得不说它非常有趣和有益。我住在海地,但2000-2004年我在墨西哥学习计算机科学,在那里我对电子学有一个简短的介绍。我计划设计一个新的电路,我希望得到你的帮助,因为我希望它是可靠的,具有工业实力。规格如下:
我们将使用高达7ah的12伏摩托车电池。
一个18伏的太阳能电池板,1.1安培/小时。
电池将由带有过充电保护的太阳能电池板充电
并实现了自动切断。
电路应允许用户分别使用两个1.0安培和2.1安培的USB端口,以便为手机充电。另一个19伏2.4安培的端口,这样他/她可以给笔记本电脑充电。还有一个连接12伏摩托车led灯的端口。(我已经测试了那些led灯,电池可以很容易地保持12个小时。它们看起来是3瓦)。
电路的关键部分是,无论是笔记本电脑还是手机,大约84瓦的电池都不应该达到一定的放电极限。例如,如果电池已满,然后插入笔记本电脑进行充电,一旦电池达到30瓦,电路应禁用笔记本电脑和手机插座,只留下led灯的端口。
我希望你能帮助我的另一个方法是如何找到我可能需要的电子元件,因为从海地在线购买很复杂。
我真诚地感谢你在这项努力中给我带来的一切帮助。
Swagatam说
亲爱的米歇尔,你可以尝试以下基本设计
Swagatam说
在1N5408二极管的输出端,必须添加一个12V到19V升压转换器。
以及一个12V至5V降压转换器,分别为笔记本电脑和手机单元充电。
米歇尔·P。说
Swagatam,
非常感谢你的帮助。你提议的线路看起来很棒。事实上,因为我将对它进行一些测试,我应该从对应于大约30瓦的电池中查看电压。我不知道怎么知道。我还想从电路图上了解一下,为了得到2安培的电流,我是不是应该把usb2和usb3组合起来?
Swagatam说
谢谢你米歇尔!30瓦可能对应一些较低的放电电压水平,你将不得不通过一些实验找出。Rx值基本上决定了电池可以产生的最大电流。对于2安培,Rx值可以是0.7/2 = 0.35欧姆2瓦。右侧10k预置必须设置为通过继电器在此放电阈值切断负载。
左边的10k预设决定过充切断,而100k预设决定在什么点继电器切断情况必须恢复到以前的操作模式。
USB端口是并行的,所以在任何情况下,2放大器不能超过这些端口,无论他们是在组合方式,或单独使用
米歇尔·P。说
非常感谢斯瓦格拉姆的解释。我应该早点回复的,但我的网络连接有限。我正在仔细研究电路图。事实上,我在你的网站上发现了一篇文章,解释了如何使用固定电阻没有“预设”。我觉得很有趣,也许你也会有时间给我一些帮助。我对那一点感到困惑。我衷心感谢你的宝贵工作。
Swagatam说
谢谢,我想你指的是上面电路本身,虽然文章已经把概念解释的很透彻了,如果你有具体的问题,我会尽量解决的。
米歇尔·P。说
你做得很好,斯瓦塔姆!我正在计算,我想下周我会公布我的结果,你可以检查一下,看看是否一切都是正确的。
Swagatam说
谢谢你米歇尔,请继续,让我们知道它是如何工作的。
米歇尔·P。说
Swagatam,
我仔细检查了你向我提出的电路,我得出的结论是,你在上面的文章中作为例子来演示迟滞的电路,它们是不相似的。我对迟滞的理解是,基本上有三个电阻:Rx, Ry和Rh,我们必须根据设定的参数找到它们的值。然而,在我们所关心的电路中,哪个电阻是Ry或Rh并不清楚。我们都知道我们的目标是在更换10 k预设(左和右)和100 k锅里。如果两个电路是完全不同的和基于你对滞后的观念为12伏特,我发现7啊电池在14.1伏特上切断和较低的修复点11.6伏特。如果我们选择Rx为100K, Rh = 483K, Ry = 290K。
顺便说一下,我有一个问题。一个充满电的电池对应的电压是14.1,如果电池是7Ah,那么电池对应的电流是多少?
再次感谢你的帮助。
Swagatam说
Michel, 10k预设对应Ra, Rb, pin3必须完全按照文章中解释的那样配置,但是我认为使用预设和一些实验将会比计算更容易设置电路。
对于7ah铅酸蓄电池,SMF蓄电池最大充电容量不应超过1安培
Stevan E Iungerich说
Swagatam,
我对电子学知之甚少,非常感谢这个图表和解释。我想将其应用于为Rayovac NiMH 14.2V iRobot真空吸尘器电池充电。充电站不再工作,更换费用超过40美元。
输入充电电压为22.4VDC。我猜电池的V-Low应该是12-13V(或更低?),V-High应该是15-16V(或更高?)
这条线路适用吗?你估计零件的成本是多少?
谢谢你!
Stevan Iungerich
Swagatam说
谢谢你,斯蒂夫,这个电路是一个通用的设计,可以应用于所有的电池。然而,你的截止阈值必须是准确的,近似值可能会损坏你的电池。
Stevan E Iungerich说
谢谢你!
克莱门特B。说
你好,我要用这个电路来进行我的感应充电项目,给一个22,8v /5.7AH的LiPo电池充电。我已经为1N5408二极管和TIP122选择了替换,但我不知道我应该对4,7v和3V做什么。什么价值适合他们?
顺便问一下,5~6A的电流我还需要换其他东西吗?
Swagatam说
3V齐纳可以被移除,取而代之的是绿色LED可以从其现有的位置移到晶体管的底座(与10K串联)。
4.7V齐纳仍然可以使用。
请务必按照文章中解释的方法计算其他参数。
6A使用TIP142代替TIP122
ganesh说
先生,能给我最大功率点太阳能充电器的完整电路图吗?
Swagatam说
嗨,Ganesh,我已经在这个网站上解释了一些概念,你可以使用顶部的搜索框,并根据你的喜好查看文章。
辛皮·桑亚尔说
请解释电路的全部工作原理
Swagatam说
这已经在文章中解释过了…如果你有任何具体的问题,你可以问他们…
凯萨瓦拉吉说
海先生……
我是15-0-15v 1A变压器充电12v 7ah电池…
我用的全波整流器…
我需要电容值,先生…
现在我使用25v 470uf需要花费很多时间来充电10小时。。
请告诉我电容器的价值。
有什么配方吗。。
Swagatam说
Hi Kesava,12V电池整流后15V可能非常高
使用12-0-12,并且使用任何2200uF范围内的高值电容和电桥……这样就可以完成工作。
铅酸或SMF通常需要10到14小时才能正确充电,所以这是可以的,也是值得推荐的。
凯萨瓦拉吉说
好的,先生
谢谢你
Abu-Hafss说
你好,斯瓦加塔姆
我认为Ry和led连接错误。
以下是他们应该做的:
https://1drv.ms/i/s !AoTuA4fWLcNglkCD2VY-a0XD2n8w
Swagatam说
谢谢Abu-Hafss,好像是我在画最终的图时犯了一个粗心的错误,我会尽快改正的....
Abu-Hafss说
光秃秃的,光秃秃的,光秃秃的,光秃秃的,光秃秃的,光秃秃的,光秃秃的
Swagatam说
是的100%准确…
赛义德阿布说
这个电路是测试和100%准确的开发??
戴维斯Kakumba说
新年快乐SWAGATAM,感谢那个伟大的电路和信息,现在电路直流输入的电流等级是多少,谢谢
Swagatam说
希望你和以前一样,
如果是铅酸电池,直流输入电流必须大约是电池AH的1/10,如果是锂离子电池,直流输入电流必须是电池AH的1/10