Tarkka akkukapasiteetin testaajapiiri - varmuuskopiointiajan testeri

Seuraavassa artikkelissa selitettyä täsmällistä akkukapasiteetin testaajapiiriä voidaan käyttää minkä tahansa ladattavan akun maksimikapasiteetin testaamiseen reaaliajassa.

Kirjoittanut Timothy John

Peruskonsepti

Piiri toimii käytännössä purkamalla testattava täyteen ladattu akku vakiovirralla, kunnes sen jännite saavuttaa syvän purkausarvon.

Tässä vaiheessa piiri katkeaa automaattisesti akku virtalähteestä, kun taas yhdistetty kvartsikello antaa kuluneen ajan, jonka akku oli tarjonnut varmuuskopiosta. Tämä kellonajan kulunut aika ilmoittaa käyttäjälle akun tarkasta kapasiteetista suhteessa asetettuun purkausvirtaan.

Opitaan nyt ehdotetun akun kapasiteetin etsteripiirin yksityiskohtainen toiminta seuraavien kohtien avulla:

Suunnittelu: Elektor Electronics

Piirin päävaiheet

Viitaten yllä olevaan akun varmuuskopiointiajastimen kaavioon, suunnittelu voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen:

• Vakiovirran purkausvaihe IC1b: n avulla
• Syväpurkaus Katkaise vaihe IC1a: lla
• Ulkoinen 1,5 V kvartsikellon virrankatkaisu

Yhden kaksoisoperaattorin IC LM358: ta käytetään sekä jatkuvan virran purkamisen että syvän purkauksen katkaisuprosessin toteuttamiseen.

Molemmat IC: n op-vahvistimet on konfiguroitu kompartaareiksi.

Komparaattorivahvistin IC1b toimii kuin tarkka vakiovirran purkaussäädin akulle.

Kuinka jatkuvan virran akun purkaus toimii

Vastusten R8 - R17 muodossa oleva nuken purkauskuormitus on kytketty MOSFET-lähdeliittimen ja maadoitusjohdon väliin.

Edullisesta purkausvirrasta riippuen muodostetaan vastaava jännitehäviö näiden rinnakkaisten vastuspankkien yli.

Tämä jännitehäviö havaitaan, ja täsmälleen sama potentiaali säädetään IC1b-op-vahvistimen ei-invertoivaan tuloon esiasetetun P1: n kautta.

Niin kauan kuin vastusten jännitehäviö on alle tämän asetetun arvon, op-vahvistimen lähtö pysyy edelleen korkealla ja MOSFET pysyy kytkettynä päälle, purkaen akun suositellulla vakionopeudella.

Kuitenkin, jos oletetaan, että virralla on taipumus kasvaa jostain syystä, myös vastuspankin jännitepudotus kasvaa, mikä saa IC1b: n käänteisen tapin2 potentiaalin menemään ei-invertoivan tapin 3 yli. Tämä kääntää op-vahvistimen lähdön hetkeksi 0V: ksi sammuttaen MOSFETin.

Kun MOSFET kytketään pois päältä, myös vastuksen jännite putoaa hetkessä, ja op-vahvistin kytkeytyy MOSFETiin uudelleen, ja tämä ON / OFF-jakso jatkuu nopeasti, varmistaen, että vakiovirta purkautuu täydellisesti ennalta määrätyllä taso.

Kuinka laskea vakiovirtavastukset

MOSFET T1: n lähdeliittimeen kytketty rinnakkainen vastuspankki määrittää akun jatkuvan purkauskuorman.

Tämä jäljittelee todellista kuormitusta ja purkautumisnopeutta, johon akku voi altistua sen säännöllisen käytön aikana.

Jos lyijyakku käytetään, niin tiedämme, että sen ihanteellisen purkausnopeuden tulisi olla 10% sen Ah-arvosta. Olettaen, että meillä on 50 Ah: n akku, purkausnopeuden tulisi olla 5 ampeeria. Akku voidaan purkaa myös suuremmilla nopeuksilla, mutta se voi vaikuttaa vakavasti akun kestoon negatiivisesti, ja siksi 5 ampeerista tulee ihanteellinen vaihtoehto.

Nyt 5 A: n virralle meidän on asetettava vastuksen arvo siten, että se kehittyy, voi olla noin 0,5 V itsessään vasteena 5 A: n virralle.

Tämä voidaan nopeasti arvioida Ohmin lain kautta:

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

Koska vastuksia on 10 rinnakkain, kunkin vastuksen arvoksi tulee 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Teho voidaan laskea seuraavasti: 0,5 x 5 = 2,5 wattia

Koska 10 vastusta on rinnakkain, kunkin vastuksen teho voi olla = 2,5 / 10 = 0,25 wattia tai yksinkertaisesti 1/4 wattia. Tarkan toiminnan varmistamiseksi teho voidaan kuitenkin nostaa 1/2 wattia jokaiselle vastukselle.

Kuinka asentaa syväpurkauksen raja-arvo

Syväpurkauksen katkaisu, joka päättää akun varmuuskopion alimman jännitekynnyksen, hoitaa op-vahvistin IC1a.

Se voidaan asettaa seuraavalla tavalla:

Oletetaan, että 12 V: n lyijyhappoakun alin purkautumistaso on 10 V. Esiasetettu P2 on asetettu siten, että K1-liittimen jännite tuottaa tarkan 10 V.

Tämä tarkoittaa, että op-vahvistimen käänteinen nasta 2 on nyt asetettu tarkalle 10 V: n referenssille.

Nyt alussa akun jännite ylittää tämän 10 V: n tason, jolloin pin3: n ei-invertoiva tulotappi on korkeampi kuin nasta2. Tästä johtuen IC1a: n lähtö on korkea, jolloin rele voidaan kytkeä päälle.

Tämä puolestaan ​​antaisi akun volatogin päästä MOSFETiin purkamisprosessia varten.

Lopuksi, kun akku purkautuu 10 V -merkin alapuolelle, IC1a: n pin3-potentiaali nousee korkeammaksi kuin pin2, jolloin sen lähtö muuttuu nollaksi ja rele kytketään pois päältä. Akku on katkaistu ja pysäytetty purkautumasta.

Kuinka mitata kulunutta varmuuskopiointiaikaa

Saadaksesi visuaalisen mittauksen akun kapasiteetista ajan suhteen, joka kuluu akun täyden purkautumistason saavuttamiseen, on ehdottomasti oltava aikailmaisin, joka näyttää kuluneen ajan alusta asti, kunnes akku on saavuttanut syvän purkautumisen taso.

Tämä voidaan toteuttaa yksinkertaisesti liittämällä mikä tahansa tavallinen kvartsiseinäkello sen kanssa 1,5 V: n akku poistettu.

Ensinnäkin kellon 1,5 V: n paristo poistetaan ja sitten akkuliittimet kytketään K4-liitinpisteisiin oikealla napaisuudella.

Seuraavaksi kelloa säädetään 12 0-kelloon.

Nyt kun piiri käynnistetään, toinen relekoskettimien pari yhdistää 1,5 V DC: n R7 / D2: n risteyksestä kelloon.

Tämä virtaa kvartsikellon, jotta se voi näyttää akun purkautumisen kuluneen ajan.

Lopuksi, kun akku on tyhjä, rele vaihtaa ja katkaisee virran kelloon. Kellon aika jäätyy ja tallentaa akun tarkan kapasiteetin tai akun todellisen varmuuskopiointiajan.

Testausmenettely

Kun akkukapasiteettitestin asennus on valmis, sinun on liitettävä seuraavat lisävarusteet eri liittimiin K1 - K4.

K1 on kytkettävä volttimittarilla syväpurkausjännitetason asettamiseksi P2-säädöllä.

K2 voidaan liittää ampeerimittariin akun jatkuvan purkauksen tarkistamiseksi, vaikka tämä on valinnainen. Jos ampeerimittaria ei käytetä kohdassa K2, varmista, että lisäät lankalinkin K2-pisteiden yli.

Testattava akku on kytkettävä K3: n poikki oikealla napaisuudella.

Lopuksi kvartsikellon akkuliittimet on kytkettävä K4: n yli, kuten edellisessä osassa selitetään.

Kun yllä olevat kohdat on integroitu asianmukaisesti ja esiasetetut P1 / P2-asetukset on määritetty edellisen selityksen mukaisesti, kytkintä S1 voidaan painaa akun kapasiteetin testausprosessin aloittamiseksi.

Jos ampeerimittari on kytketty, se alkaa välittömästi näyttää tarkan vakiovirran purkautumisen MOSFET-lähdevastusten asettamalla tavalla, ja kvartsikello alkaa tallentaa akun kulunutta aikaa.