วงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบเร็วจะชาร์จแบตเตอรี่ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นเพื่อให้ชาร์จในเวลาน้อยกว่าระยะเวลาที่กำหนด โดยปกติจะทำผ่านขั้นตอนการเพิ่มประสิทธิภาพหรือการควบคุมปัจจุบันอย่างชาญฉลาด

ในขณะที่กำลังมองหาวงจรเครื่องชาร์จที่รวดเร็วซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ได้อย่างรวดเร็วฉันได้พบกับการออกแบบสองสามอย่างซึ่งไม่เพียง แต่ไร้ประโยชน์ แต่ยังทำให้เข้าใจผิดด้วย ดูเหมือนว่าผู้เขียนที่เกี่ยวข้องไม่รู้ว่าเครื่องชาร์จแบบเร็วต้องเป็นอย่างไร

วัตถุประสงค์

วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้การชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วเป็นไปอย่างรวดเร็วโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายใด ๆ กับเซลล์ของมัน

โดยปกติที่อุณหภูมิบรรยากาศ 25 องศาเซลเซียสควรชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่อัตรา C / 10 ซึ่งจะใช้เวลาอย่างน้อย 12 ถึง 14 ชั่วโมงเพื่อให้แบตเตอรี่ชาร์จเต็ม นี่คือค่า C = Ah ของแบตเตอรี่

วัตถุประสงค์ของแนวคิดที่นำเสนอนี้คือทำให้กระบวนการนี้เร็วขึ้น 50% และทำให้การชาร์จเสร็จสิ้นภายใน 8 ชั่วโมง

โปรดทราบว่าไฟล์ ไม่สามารถใช้วงจรที่ใช้ LM338 เพื่อเพิ่มอัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ได้ ในขณะที่มันเป็น IC ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ดี การเพิ่มอัตราการชาร์จต้องใช้ ขั้นตอนพิเศษการเปลี่ยนแปลงที่ชาญฉลาด ในปัจจุบันซึ่งไม่สามารถทำได้โดยใช้ LM338 IC เพียงอย่างเดียว

แนวคิดวงจร

เมื่อเราพูดถึงวิธีการชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วเราเห็นได้ชัดว่ามีความสนใจที่จะใช้แบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบเดียวกันเนื่องจากเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้งานทั่วไปเกือบทั้งหมด

สิ่งที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือสิ่งเหล่านี้ไม่สามารถบังคับให้ชาร์จอย่างรวดเร็วเว้นแต่การออกแบบเครื่องชาร์จจะรวมเอา วงจรอัตโนมัติ 'อัจฉริยะ' .

เห็นได้ชัดว่าด้วยแบตเตอรี่ Li-ion สิ่งนี้กลายเป็นเรื่องง่ายโดยใช้ปริมาณกระแสไฟฟ้าสูงที่ระบุไว้เต็มปริมาณแล้วตัดออกทันทีที่ถึงระดับการชาร์จเต็ม

อย่างไรก็ตามการดำเนินการข้างต้นอาจส่งผลร้ายแรงหากทำกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเนื่องจากแบตเตอรี่ LA ไม่ได้รับการออกแบบมาให้รับประจุที่ระดับกระแสไฟสูงอย่างต่อเนื่อง

ดังนั้นเพื่อที่จะดันกระแสอย่างรวดเร็วแบตเตอรี่เหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการชาร์จในระดับที่ก้าวซึ่งในตอนแรกแบตเตอรี่ที่ปล่อยออกมาจะถูกใช้ด้วยอัตรา C1 ที่สูงค่อยๆลดลงเป็น C / 10 และในที่สุดก็จะเป็นระดับการชาร์จแบบหยดเมื่อแบตเตอรี่เข้าใกล้ ชาร์จเต็มผ่านขั้ว หลักสูตรนี้อาจมีขั้นตอนอย่างน้อย 3 ถึง 4 ขั้นเพื่อให้แน่ใจว่า 'ความสะดวกสบาย' สูงสุดและความปลอดภัยต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ 4 ขั้นตอนนี้ทำงานอย่างไร

สำหรับการใช้วงจรชาร์จเร็ว 4 ขั้นตอนที่นี่เราใช้ LM324 อเนกประสงค์สำหรับตรวจจับระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

4 ขั้นตอน ได้แก่ :

1) การชาร์จไฟจำนวนมากในปัจจุบัน
2) การชาร์จไฟจำนวนมากในระดับปานกลาง
3) การดูดซับการชาร์จ
4) การชาร์จแบบลอย

แผนภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าไฟล์ IC LM324 อาจต่อสายเป็นแรงดันแบตเตอรี่ 4 ขั้นตอน ตรวจสอบและตัดวงจร

แผนภูมิวงจรรวม

โปรดเชื่อมต่อ LED ในซีรีส์ที่มี R1, R2, R3, R4 แต่ละครั้งในการสั่งซื้อเพื่อรับการอ่านสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่แบบซิงโครนัส โดยเบื้องต้นไฟ LED ทั้งหมดจะอยู่ในการระบุกระแสสูงสุดจากนั้นไฟ LED จะปิดหนึ่งครั้งต่อหนึ่งไฟ LED เพียง A4 ที่ระบุการชาร์จแบบลอยตัวและแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม

IC LM324 เป็นไอซีแบบ quad opamp ซึ่งทั้งสี่ opamps ใช้สำหรับการสลับตามลำดับที่ตั้งใจไว้ของระดับกระแสเอาต์พุต

การดำเนินเรื่องเข้าใจง่ายมาก opamps A1 ถึง A2 ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการเปลี่ยนที่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันในระหว่างการชาร์จแบตเตอรี่แบบขั้นบันได

อินพุตที่ไม่กลับด้านทั้งหมดของ opamps จะอ้างถึงกราวด์ผ่านแรงดันไฟฟ้าซีเนอร์

อินพุตกลับด้านจะเชื่อมโยงกับแหล่งจ่ายไฟบวกของวงจรผ่านค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าที่เกี่ยวข้อง

หากเราสมมติว่าแบตเตอรี่เป็นแบตเตอรี่ 12V ที่มีระดับการปล่อย 11V อาจมีการตั้งค่า P1 ให้รีเลย์ตัดการเชื่อมต่อเมื่อแรงดันแบตเตอรี่ถึง 12V อาจปรับ P2 ให้ปล่อยรีเลย์ที่ 12.5V P3 อาจทำได้ สำหรับเครื่องเดียวกันที่ 13.5V และในที่สุด P4 สามารถตั้งค่าสำหรับการตอบสนองที่ ระดับการชาร์จแบตเตอรี่เต็ม 14.3V.

Rx, Ry, Rz มีค่าเท่ากันและได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้แบตเตอรี่มีปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ต้องการระหว่างระดับแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จต่างๆ

ค่านี้สามารถแก้ไขได้เพื่อให้ตัวเหนี่ยวนำแต่ละตัวอนุญาตให้มีอัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าที่อาจเป็น 1/10 ของแบตเตอรี่ AH

อาจถูกกำหนดโดยใช้กฎของโอห์ม:

R = I / V

ค่าของ Rx เพียงอย่างเดียวหรือ Rx, Ry ร่วมกันอาจมีขนาดแตกต่างกันเล็กน้อยเพื่อให้กระแสไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่ค่อนข้างมากขึ้นในช่วงเริ่มต้นตามความต้องการของแต่ละบุคคลและสามารถปรับแต่งได้

“สัญญาณดิจิตอลทำงานอย่างไร ”

วงจรตอบสนองอย่างไรเมื่อเปิดเครื่อง

หลังจากเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่หมดแล้วผ่านขั้วที่แสดงเมื่อเปิดเครื่อง:

อินพุตที่กลับด้านของ opamps ทั้งหมดจะมีระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าระดับอ้างอิงของแรงดันไฟฟ้าซีเนอร์

สิ่งนี้จะแจ้งให้เอาต์พุตทั้งหมดของ opamps สูงขึ้นและเปิดใช้งานรีเลย์ RL / 1 ถึง RL / 4

ในสถานการณ์ข้างต้นแรงดันไฟฟ้าเต็มจากอินพุตจะถูกข้ามไปยังแบตเตอรี่ผ่านหน้าสัมผัส N / O ของ RL1

ตอนนี้แบตเตอรี่ที่คายประจุแล้วจะเริ่มชาร์จด้วยอัตรากระแสไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูงและชาร์จอย่างรวดเร็วจนถึงระดับที่สูงกว่าระดับที่ปล่อยออกมาจนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ที่ P1 เกินค่าอ้างอิงของซีเนอร์

ข้างต้นบังคับให้ A1 ปิด T1 / RL1

ตอนนี้แบตเตอรี่ถูกยับยั้งไม่ให้ได้รับกระแสไฟเต็ม แต่ยังคงชาร์จด้วยความต้านทานแบบขนานที่สร้างโดย Rx, Ry, Rz ผ่านหน้าสัมผัสรีเลย์ที่เกี่ยวข้อง

สิ่งนี้ทำให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ถูกชาร์จที่ระดับกระแสที่สูงขึ้นถัดไปซึ่งกำหนดโดยค่าสุทธิของตัวเหนี่ยวนำแบบขนานสามตัว (ความต้านทาน)

ในขณะที่แบตเตอรี่ชาร์จต่อไป A2 จะปิดตัวลงที่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ถัดไปปิด Rx และแสดงผล Ry, Rz ด้วยกระแสชาร์จที่ต้องการไปยังแบตเตอรี่เท่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่าระดับแอมป์จะลดลงตามลำดับสำหรับแบตเตอรี่

ทำตามขั้นตอนเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จไปยังระดับที่สูงกว่าที่คำนวณได้ถัดไป A3 จะปิดเครื่องโดยให้ Rz เท่านั้นที่จะรักษาระดับกระแสไฟที่เหมาะสมที่จำเป็นสำหรับแบตเตอรี่จนกว่าจะชาร์จเต็ม

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น A4 จะปิดในที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าตอนนี้แบตเตอรี่ถูกปิดอย่างสมบูรณ์หลังจากชาร์จเต็มตามที่ต้องการในอัตราที่รวดเร็วที่กำหนด

วิธีการชาร์จแบตเตอรี่ 4 ขั้นตอนข้างต้นช่วยให้มั่นใจได้ถึงการชาร์จที่รวดเร็วโดยไม่ทำอันตรายต่อการกำหนดค่าภายในแบตเตอรี่และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการชาร์จถึงอย่างน้อย 95%

Rx, Ty, Rz อาจถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานแบบแผลลวดที่เท่ากันอย่างไรก็ตามมันจะหมายถึงการกระจายความร้อนบางส่วนจากพวกมันเมื่อเทียบกับตัวเหนี่ยวนำ

โดยปกติแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะต้องชาร์จเป็นเวลาประมาณ 10 ถึง 14 ชั่วโมงเพื่อให้มีการสะสมประจุอย่างน้อย 90% ด้วยวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วข้างต้นสามารถทำได้ภายใน 5 ชั่วโมงซึ่งเร็วกว่า 50%

ส่วนรายการ

R1 --- R5 = 10k
P1 - P4 = 10k ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
T1 --- T4 = BC547
RL / 1 - RL / 4 = รีเลย์ SPDT 12V อัตราการสัมผัส 10 แอมป์
D1 --- D4 = 1N4007
Z1 = 6V, 1/2 วัตต์ซีเนอร์ไดโอด
A1 --- A4 = LM324 ไอซี