Nøyaktig batterikapasitetstesterkrets - Backup-tidstester

Den nøyaktige testkretsen for batterikapasitet som er forklart i den følgende artikkelen, kan brukes til å teste den maksimale sikkerhetskopieringskapasiteten til ethvert oppladbart batteri i sanntid.

Av Timothy John

Grunnleggende konsept

Kretsen fungerer ved praktisk talt å lade ut et fulladet batteri under test gjennom konstant strøm, til spenningen når den dype utladningsverdien.

På dette punktet kretsen kutter automatisk av batteriet fra strømforsyningen, mens en tilkoblet kvartsklokke gir den forløpne tiden som batteriet hadde gitt sikkerhetskopi. Denne forløpne tiden på klokken informerer brukeren om batteriets nøyaktige kapasitet med hensyn til den innstilte utladningsstrømmen.

La oss nå lære detaljert arbeid av den foreslåtte etsterkretsen med batterikapasitet ved hjelp av følgende punkter:

Designhilsen: Elektor Electronics

Hovedfaser av kretsen

Med henvisning til skjematisk oversikt over batteritidstesteren, kan designet deles inn i 3 trinn:

• Konstant strømutladningsstadium ved bruk av IC1b
• Deep Discharge Cut Off Stage ved hjelp av IC1a
• Ekstern 1,5 V kvartsklokke forsyningskutt

En enkelt dobbeltforsterker IC LM358 brukes til å implementere begge deler, konstant strømutladning og dyputladningsprosessen.

Begge forsterkere fra IC er konfigurert som kompartorer.

Komparatorforsterkeren IC1b fungerer som en nøyaktig konstant utladningsregulator for batteriet.

Slik fungerer strømutladningen med konstant strøm

Dummy-utladningsbelastningen i form av motstander R8 til R17 er koblet mellom MOSFET-kildeterminalen og jordlinjen.

Avhengig av den foretrukne utladningsstrømmen genereres et ekvivalent spenningsfall over disse parallelle motstandsbankene.

Dette spenningsfallet blir notert, og nøyaktig det samme potensialet justeres på den ikke-inverterende inngangen til IC1b op amp, gjennom den forhåndsinnstilte P1.

Nå så lenge spenningsfallet over motstandene er under denne innstilte verdien, fortsetter op-amp-utgangen å forbli høy, og MOSFET forblir slått PÅ og tømmer batteriet med den foretrukne konstante strømhastigheten.

Imidlertid, hvis antar at strømmen har en tendens til å øke av en eller annen grunn, øker også spenningsfallet over motstandsbanken, noe som fører til at potensialet ved den inverterende pin2 av IC1b går over den ikke-inverterende pin3. Dette vender umiddelbart utgangen fra op-amp til 0V og slår MOSFET AV.

Når MOSFET er slått AV, synker også spenningen over motstanden øyeblikkelig, og op-ampen slår seg på MOSFET igjen, og denne PÅ / AV-syklusen fortsetter i rask hastighet, og sørger for at konstant strømutladning opprettholdes perfekt på forhåndsbestemt nivå.

Hvordan beregne konstantstrømsmotstandene

Den parallelle motstandsbanken som er koblet til kildeterminalen til MOSFET T1, bestemmer den konstante strømutladningsbelastningen for batteriet.

Dette etterligner den faktiske belastningen og utladningshastigheten som batteriet kan bli utsatt for under det vanlige arbeidet.

Hvis en blybatteri brukes, så vet vi at dens ideelle utslippshastighet bør være 10% av Ah-verdien. Forutsatt at vi har et 50 Ah batteri, bør utladningshastigheten være 5 ampere. Batteriet kan også lades ut ved høyere hastigheter, men det kan påvirke batteriets levetid alvorlig, og derfor blir en 5 amp den ideelle preferansen.

Nå, for en 5 amp strøm, må vi sette motstandsverdien slik at den utvikler seg kan være rundt 0,5 V over seg selv som svar på 5 amp strømmen.

Dette kan raskt evalueres gjennom Ohms lov:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 ohm

Siden det er ti motstander parallelt, blir verdien for hver motstand 0,1 x 10 = 1 ohm.

Effekt kan beregnes som 0,5 x 5 = 2. 5 watt

Siden 10 motstander er parallelle, kan effekten til hver motstand være = 2,5 / 10 = 0,25 watt eller bare 1/4 watt. For å sikre en presis bearbeiding kan effekten imidlertid økes til 1/2 watt for hver motstand.

Hvordan sette opp Deep-Discharge Cut-off

Dyputladningen som avgjør den laveste spenningsterskelen for batterisikkerhetskopien håndteres av op amp IC1a.

Det kan stilles inn på følgende måte:

La oss anta at det laveste utladningsnivået for et 12 V blybatteri er 10 V. Den forhåndsinnstilte P2 er innstilt slik at spenningen over K1-kontakten gir presise 10 V.

Dette betyr at inverterende pin2 på op-forsterkeren nå er satt til en presis 10 V-referanse.

Nå i begynnelsen vil batterispenningen være over dette 10 V-nivået, noe som fører til at pin3 ikke-inverterende inngangspinne er høyere enn pin2. På grunn av dette vil utgangen fra IC1a være høy, slik at reléet kan slås PÅ.

Dette vil igjen tillate at batterivolumet når MOSFET for utladningsprosessen.

Til slutt, når batteriet er utladet under 10 V-merket, blir pin3-potensialet til IC1a høyere enn pin2, noe som får utgangen til å bli null og reléet blir slått AV. Batteriet blir kuttet av og stoppet fra ytterligere utlading.

Hvordan måle medgått sikkerhetskopieringstid

For å få en visuell måling av batterikapasiteten når det gjelder tiden det tar for batteriet å nå fullt utladningsnivå, er det viktig å ha en tidsindikator som viser den forløpne tiden fra starten, til batteriet har nådd dyputladningen nivå.

Dette kan enkelt implementeres ved å koble en vanlig kvarts veggklokke med sin 1,5V batteri fjernet.

Først fjernes 1,5 V-batteriet fra klokken, deretter kobles batteripolene til K4-kontaktpunktene, med riktig polaritet.

Deretter adjueres klokken til 12 0 klokke.

Nå, når kretsen er startet, kobler det andre paret til relékontaktene 1,5 V DC fra krysset mellom R7 / D2 og klokken.

Dette driver kvartsklokken slik at den kan vise den forløpte tiden for batteriets utladningsprosess.

Til slutt, når batteriet er dypt utladet, slår reléet seg av og fra strømmen til klokken. Tiden på klokken fryser og registrerer den nøyaktige batterikapasiteten, eller den virkelige sikkerhetskopieringstiden til batteriet.

Testprosedyre

Når monteringen av batterikapasitetstesteren er ferdig, må du koble følgende tilbehør til de forskjellige kontaktene fra K1 til K4.

K1 skal kobles til et voltmeter for å stille inn dyputladningsspenningsnivået gjennom P2-justering.

K2 kan kobles til et amperemeter for å kontrollere den konstante strømutladningen til batteriet, selv om dette er valgfritt. Hvis det ikke brukes et amperemeter på K2, må du sørge for å legge til en ledningsledd over K2-punktene.

Batteriet som testes, skal kobles over K3 med riktig polaritet.

Til slutt bør en kvartsklokke batteriklemmer kobles over K4 som forklart i forrige avsnitt.

Når de ovennevnte elementene er hensiktsmessig integrert, og forhåndsinnstillingene P1 / P2 oppsett i henhold til forrige forklaring, kan bryteren S1 trykkes for initialisering av testprosessen for batterikapasitet.

Hvis et amperemeter er koblet til, vil det umiddelbart begynne å vise den nøyaktige konstante strømutladningen som angitt av MOSFET-kildemotstandene, og kvartsklokken begynner å registrere batteriets forløpne tid.