En rask batteriladerkrets lader et batteri med forbedret hastighet slik at det lades på kortere tid enn den angitte perioden. Dette gjøres vanligvis gjennom en trinnvis strømoptimalisering eller kontroll.

Mens jeg lette etter en hurtigladerkrets som ville lade et batteri raskt, kom jeg over et par design som ikke bare var ubrukelige, men også misvisende. Det virket som om de berørte forfatterne ikke hadde peiling på hvordan en hurtiglader faktisk må være.

Objektiv

Hovedmålet her er å oppnå hurtiglading i blybatterier uten å skade cellene.

Normalt, ved 25 ° C atmosfæriske temperaturer, skal et blysyrebatteri lades med C / 10-hastighet, noe som vil ta minst 12 til 14 timer før batteriet blir fulladet. Her C = Ah verdi av batteriet

Målet med konseptet som presenteres her er å gjøre denne prosessen 50% raskere og la ladingen fullføre innen 8 timer.

Vær oppmerksom på at en LM338-basert krets kan ikke brukes til å øke ladehastigheten til et batteri , mens det er en stor spenningsregulator IC , for å øke ladehastigheten krever en spesiell trinnvis overgang nåværende som ikke kan gjøres ved bruk av en LM338 IC alene.

Kretskonseptet

Når vi snakker om hvordan du lader et batteri raskt, er vi åpenbart interessert i å implementere det samme med blybatterier, siden det er de som brukes mye for nesten alle generelle bruksområder.

Poenget med blybatterier er at disse ikke kan tvinges til å lade raskt med mindre laderdesignet inneholder en 'intelligente' automatiske kretser .

Med et Li-ion-batteri blir dette åpenbart ganske enkelt ved å bruke hele dosen av den spesifiserte høye strømmen på den og deretter kutte av så snart den når fulladet.

Imidlertid kan de ovennevnte operasjonene bety dødelig hvis de gjøres mot et blybatteri, siden LA-batterier ikke er konstruert for kontinuerlig å akseptere lading.

“hva er faseskifting ”

For å kunne presse strøm i raskt tempo, må disse batteriene lades på et trinnnivå, hvor det utladede batteriet først påføres med en høy C1-hastighet, gradvis redusert til C / 10 og til slutt et vedlikeholdsnivå når batteriet nærmer seg full ladning over terminalene. Kurset kan inneholde minimum 3 til 4 trinn for å sikre maksimal komfort og sikkerhet for batterilevetiden.

Hvordan denne 4-trinns batteriladeren fungerer

For å implementere en 4-trinns hurtigladekrets, bruker vi den allsidige LM324 for å registrere de forskjellige spenningsnivåene.

De fire trinnene inkluderer:

1) Bulkladning med høy strøm
2) Moderat strømlading
3) Absorpsjonslading
4) Float Charging

Følgende diagram viser hvordan IC LM324 kan kobles til som en 4-trinns batterispenning overvåke og kutte av kretsen.

Kretsdiagram

KOBL TIL EN LED I SERIEN MED R1, R2, R3, R4, HVER FOR Å FÅ EN SYNKRONISK LESING AV BATTERIETS LADESTATUS. I første omgang vil alle lysdioder være på å indikere maksimal strøm, og deretter slås lysdioder av en etter en til bare A4-lysdioder forblir på en indikasjon på lading av batterier, og batteriet er fulladet.

IC LM324 er quad opamp IC hvis alle de fire opampene brukes til den tiltenkte sekvensielle byttingen av utgangsstrømnivåene.

Saksbehandlingen er veldig lett å forstå. opamps A1 til A2 er optimalisert for å bytte på forskjellige spenningsnivåer i løpet av trinnvis lading av det tilkoblede batteriet.

Alle de ikke-inverterende inngangene til opampene refereres til jord gjennom zenerspenningen.

De inverterende inngangene er bundet til den positive forsyningen av kretsen via de tilsvarende forhåndsinnstillingene.

Hvis vi antar at batteriet er et 12V batteri som har et utladningsnivå på 11V, kan P1 stilles inn slik at reléet bare kobles fra når batterispenningen når 12V, P2 kan justeres for å frigjøre reléet ved 12,5V, P3 kan gjøres for te samme ved 13,5V og til slutt kunne P4 settes for å svare på fulladet batterinivå på 14,3V.

Rx, Ry, Rz har samme verdier og er optimalisert for å gi batteriet den nødvendige mengden strøm under de forskjellige ladningsspenningsnivåene.

“høypassfilter forsterkningsformel ”

Verdien kan fastsettes slik at hver induktor tillater en strømgjennomgang som kan være 1/10 av batteriets AH.

Det kan bestemmes ved bruk av ohmsloven:

R = I / V

Verdiene til Rx, alene eller Rx, Ry sammen kan dimensjoneres litt annerledes for å tillate relativt mer strøm til batteriet i de innledende trinnene i henhold til individuelle preferanser, og kan justeres.

Hvordan kretsen reagerer når den er PÅ

Etter at det utladede batteriet er koblet til de viste terminalene når strømmen slås PÅ:

Alle inverteringsinngangene til opamps opplever et tilsvarende lavere spenningsnivå enn referansenivået til zenerspenningen.

Dette ber alle utgangene til opampene om å bli høye og aktiverer reléene RL / 1 til RL / 4.

I den ovennevnte situasjonen forbi hele forsyningsspenningen fra inngangen til batteriet via N / O-kontaktene til RL1.

Det utladede batteriet begynner nå å lade med en relativt ekstrem høy strømhastighet og lades raskt opp til et nivå over det utladede nivået til den innstilte spenningen ved P1 overstiger zener-referansen.

Ovennevnte tvinger A1 til å slå AV T1 / RL1.

Batteriet er nå forhindret fra å få full forsyningsstrøm, men fortsetter å lade med parallelle motstander opprettet av Rx, Ry, Rz via de tilsvarende relékontaktene.

Dette sørger for at batteriet lades til det neste høyere strømnivået, bestemt av de tre parallelle induktorens nettoverdier (motstander).

Etter hvert som batteriet lades ytterligere, slås A2 av ved neste forhåndsbestemte spenningsnivå, slår AV Rx og gjengir Ry, Rz bare med den tiltenkte ladestrømmen til batteriet. Dette sørger for at forsterkernivået reduseres tilsvarende for batteriet.

Etter prosedyrene når batteriet lades til neste beregnede høyere nivå, slår A3 seg AV, slik at bare Rz kan opprettholde det nødvendige optimale strømnivået for batteriet, til det blir fulladet.

Når dette skjer, slår A4 endelig AV og sørger for at batteriet nå blir helt slått av etter å ha oppnådd full ladning med spesifisert rask hastighet.

Ovennevnte metode for 4-trinns batterilading sikrer rask lading uten å skade batteriets interne konfigurasjon og sørger for at ladningen når minst 95%.

Rx, Ty, Rz kan erstattes med tilsvarende trådviklede motstander, men det vil bety en viss varmespredning fra dem sammenlignet med induktorens kolleger.

Normalt vil et blybatteri måtte lades i omtrent 10 til 14 timer for å tillate minst 90% av akkumuleringen. Med ovennevnte raske batteriladerkrets kan det samme gjøres innen 5 timer, det er 50% raskere.

Deleliste

R1 --- R5 = 10k
P1 --- P4 = 10k forhåndsinnstillinger
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 --- RL / 4 = SPDT 12V reléer 10amp kontakt klassifisering
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, 1/2 watt zenerdiode
A1 --- A4 = LM324 IC