बैटरी वर्तमान संकेतक सर्किट - वर्तमान ट्रिगर चार्ज कट ऑफ

इस पोस्ट में हम इंडिकेटर सर्किट के साथ एक साधारण बैटरी करंट सेंसर के बारे में सीखते हैं, जो चार्ज करते समय बैटरी द्वारा ली जाने वाली करंट की मात्रा का पता लगाता है। प्रस्तुत डिजाइनों में एक ऑटो कट ऑफ भी होता है जब बैटरी अपने पूर्ण आवेश स्तर पर करंट का उपभोग करना बंद कर देती है।

बैटरी के चार्ज होने पर करंट क्यों गिरता है

हम पहले से ही जानते हैं कि जब एक बैटरी शुरू में चार्ज होती है तो यह अधिक मात्रा में करंट खींचती है, और जैसे ही यह पूर्ण चार्ज स्तर की ओर पहुंचती है, तब तक यह खपत कम होने लगती है, जब तक यह लगभग शून्य तक नहीं पहुंच जाती।

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि शुरू में बैटरी डिस्चार्ज अवस्था में होती है और इसका वोल्टेज सोर्स वोल्टेज से कम होता है। यह दो स्रोतों के बीच अपेक्षाकृत अधिक संभावित अंतर का कारण बनता है।

इस व्यापक अंतर के कारण, उच्च स्रोत जो कि चार्जर आउटपुट है, से संभावित क्षमता बैटरी की ओर बहुत अधिक तीव्रता के साथ दौड़ना शुरू कर देती है, जिससे बैटरी में अधिक मात्रा में करंट प्रवेश होता है।

जैसे ही बैटरी पूर्ण स्तर पर चार्ज होती है, दोनों स्रोतों में संभावित अंतर तब तक बंद होने लगता है, जब तक कि दोनों स्रोतों में समान वोल्टेज का स्तर न हो।

जब ऐसा होता है, तो आपूर्ति स्रोत से वोल्टेज बैटरी की ओर आगे वर्तमान को धक्का देने में असमर्थ होता है, जिसके परिणामस्वरूप वर्तमान खपत कम हो जाती है।

यह बताता है कि क्यों एक डिस्चार्ज की गई बैटरी शुरू में अधिक चालू होती है और पूर्ण चार्ज होने पर न्यूनतम चालू होती है।

आमतौर पर अधिकांश बैटरी चार्जिंग संकेतक इसकी चार्जिंग स्थिति को इंगित करने के लिए बैटरी के वोल्टेज स्तर का उपयोग करते हैं, यहां वोल्टेज के बजाय वर्तमान (amps) परिमाण का उपयोग चार्जिंग स्थिति को मापने के लिए किया जाता है।

मापने के पैरामीटर के रूप में वर्तमान का उपयोग करना अधिक सटीक मूल्यांकन को सक्षम करता है बैटरी चार्ज हो रहा है स्थिति। सर्किट चार्ज होने पर अपनी वर्तमान खपत क्षमता का अनुवाद करके कनेक्टेड बैटरी के तात्कालिक स्वास्थ्य का संकेत देने में सक्षम है।

LM338 सरल डिजाइन का उपयोग करना

एक साधारण चालू कट ऑफ बैटरी चार्जर सर्किट को उपयुक्त रूप से संशोधित करके निर्मित किया जा सकता है मानक LM338 नियामक सर्किट नीचे दिखाए गए रूप में:

मैं बैटरी पॉजिटिव लाइन पर एक डायोड जोड़ना भूल गया, इसलिए कृपया इसे सही किए गए चित्र में दिखाए अनुसार जोड़ना सुनिश्चित करें।

यह काम किस प्रकार करता है

उपरोक्त सर्किट का कार्य सरल है।

हम जानते हैं कि जब LM338 या LM317 IC के ADJ पिन को ग्राउंड लाइन के साथ छोटा किया जाता है, तो IC आउटपुट वोल्टेज को बंद कर देता है। वर्तमान ज्ञात शट-ऑफ को लागू करने के लिए हम इस ADJ शट डाउन सुविधा का उपयोग करते हैं।

जब इनपुट शक्ति लागू होती है, तो 10uF संधारित्र पहले BC547 को निष्क्रिय कर देता है ताकि LM338 सामान्य रूप से कार्य कर सके और कनेक्टेड बैटरी के लिए आवश्यक वोल्टेज का उत्पादन कर सके।

यह बैटरी को जोड़ता है और यह अपने आह रेटिंग के अनुसार वर्तमान की निर्दिष्ट राशि को आकर्षित करके चार्ज करना शुरू कर देता है।

यह एक संभावित अंतर विकसित करता है वर्तमान संवेदन रोकनेवाला Rx जो दूसरे BC547 ट्रांजिस्टर पर स्विच करता है।

यह सुनिश्चित करता है कि IC के ADJ पिन से जुड़ा पहला BC547 निष्क्रिय बना हुआ है जबकि बैटरी को सामान्य रूप से चार्ज करने की अनुमति है।

जैसे ही बैटरी चार्ज होती है, आरएक्स में संभावित अंतर गिरना शुरू हो जाता है। अंततः जब बैटरी लगभग पूरी तरह से चार्ज हो जाती है तो यह संभावित स्तर पर गिर जाती है, जहाँ यह दूसरी BC547 बेस पूर्वाग्रह के लिए बहुत कम हो जाती है, इसे बंद कर देती है।

जब दूसरा BC547 पहले BC547 स्विच ऑन करता है, और IC के ADJ पिन को आधार बनाता है।

LM338 अब बैटरी को चार्जिंग सप्लाई से पूरी तरह से अलग कर देता है।

ओएचएम के कानून सूत्र का उपयोग करके आरएक्स को शांत किया जा सकता है:

Rx = 0.6 / न्यूनतम चार्जिंग करंट

यह LM338 सर्किट 50 आह तक की बैटरी को सपोर्ट करेगा, जिसमें IC एक बड़े हीटसिंक पर लगी होगी। उच्च आह रेटिंग वाली बैटरियों के लिए, IC को एक आउटबोर्ड ट्रांजिस्टर के साथ अपग्रेड करने की आवश्यकता हो सकती है इस लेख में चर्चा की गई ।

आईसी LM324 का उपयोग करना

दूसरा डिजाइन एक अधिक विस्तृत सर्किट का उपयोग कर है LM324 आईसी जो सटीक स्टेप वाइज बैटरी स्टेटस डिटेक्शन प्रदान करता है और जब वर्तमान ड्रॉ न्यूनतम मान तक पहुँचता है तो बैटरी का पूरा स्विच ऑफ भी करता है।

कैसे एलईडी बैटरी की स्थिति का संकेत देते हैं

जब बैटरी अधिकतम चालू खपत कर रही है तो RED LED ON होगा।

के रूप में batery चार्ज हो जाता है, और Rx भर में धारा समानुपातिक रूप से गिरती है, RED LED बंद हो जाएगी, और GREEN LED चालू है।

जैसे ही बैट्री आगे चार्ज हो जाती है, ग्रीन एलईडी बंद हो जाएगी, और पीला चालू हो जाएगा।

अगला, जब बैटरी पूरी तरह से चार्ज स्तर के पास होती है, तो पीली एलईडी बंद हो जाएगी, और सफेद चालू हो जाएगी।

अंत में जब बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाती है, तो सफेद एलईडी भी बंद हो जाएगी, जिसका अर्थ है कि सभी एलईडी बंद हो जाएंगे, बैटरी पूरी तरह से चार्ज होने के कारण शून्य वर्तमान खपत का संकेत देती है।

सर्किट ऑपरेशन

दिखाए गए सर्किट का हवाला देते हुए, हम चार opamps को तुलनित्रों के रूप में कॉन्फ़िगर करते हुए देख सकते हैं, जहां प्रत्येक सेशन amp के पास अपने पूर्व निर्धारित करंट सेंसिंग इनपुट होते हैं।

एक उच्च वाट अवरोध करनेवाला Rx वोल्टेज कनवर्टर घटक के लिए करंट बनाता है जो बैटरी या लोड द्वारा उपभोग की गई धारा को भांप लेता है और इसे एक संबंधित वोल्टेज स्तर में तब्दील कर देता है और इसे opamp निविष्टियों को खिला देता है।

भीख मांगने पर, बैटरी सबसे अधिक मात्रा में करंट का उपभोग करती है जो प्रतिरोधक Rx पर वोल्टेज ड्रॉप की एक समान उच्चतम मात्रा का उत्पादन करती है।

प्रीसेट को इस तरह से सेट किया जाता है कि जब बैटरी अधिकतम वर्तमान (पूरी तरह से डिस्चार्ज स्तर) का उपभोग कर रही है, तो सभी 4 ऑप एम्प के नॉन-इनवर्टिंग पिन 3 में पिन 2 के रेफरेंस मान की तुलना में अधिक क्षमता होती है।

चूंकि इस समय सभी ऑप एम्प्स के आउटपुट अधिक हैं, ए 4 लाइट्स के साथ केवल लाल एलईडी जुड़ा हुआ है जबकि शेष एलईडी बंद रहते हैं।

अब, जैसे ही बैटरी चार्ज हो जाती है, आरएक्स पर वोल्टेज गिरना शुरू हो जाता है।

प्रीसेट्स के अनुक्रमिक समायोजन के अनुसार, ए 4 पिन 3 वोल्टेज पिन 2 से थोड़ा नीचे गिरता है, जिससे ए 4 आउटपुट कम हो जाता है और लाल बंद हो जाता है।

A4 आउटपुट कम होने के साथ, A3 आउटपुट एलईडी लाइट्स।

जब बटलरी कुछ अधिक चार्ज होती है, तो A3 op अपने pin2 के नीचे पिन 3 संभावित ड्रॉप्स देता है, जिससे A3 का आउटपुट कम हो जाता है, जो GREEN LED को बंद कर देता है।

ए 3 आउटपुट कम होने के साथ, ए 2 आउटपुट एलईडी लाइट्स।

जब बैटरी थोड़ी अधिक चार्ज हो जाती है, तो इसके पिन 2 के नीचे A3 की पिन 3 पोटेंशियल संभावित हो जाती है, जिससे A2 का उत्पादन शून्य हो जाता है, जिससे पीली एलईडी बंद हो जाती है।

ए 2 आउटपुट कम होने के साथ, सफेद एलईडी अब रोशनी करता है।

अंत में जब बैटरी लगभग पूरी तरह से चार्ज हो जाती है, तो A1 के पिन 3 की क्षमता इसके पिन 2 से नीचे चली जाती है, जिससे A1 आउटपुट शून्य हो जाता है, और व्हाइट एलईडी शट हो जाता है।

सभी एल ई डी बंद होने के साथ, बैटरी पूरी तरह से चार्ज होने का संकेत देती है, और आरएक्स पर वर्तमान शून्य तक पहुंच गया है।

सर्किट आरेख

प्रस्तावित बैटरी वर्तमान संकेतक सर्किट के लिए भागों की सूची

• आर 1 ---- आर 5 = 1 के
• P1 ----- P4 = 1k प्रीसेट
• A1 ----- A4 = LM324 IC
• डायोड = 1N4007 या 1N4148
• Rx = जैसा कि नीचे बताया गया है

करंट सेंसिंग रेंज की स्थापना

सबसे पहले, हमें बैटरी द्वारा खपत वर्तमान की सीमा के जवाब में आरएक्स में विकसित अधिकतम और न्यूनतम वोल्टेज की सीमा की गणना करना होगा।

मान लें कि चार्ज की जाने वाली बैटरी एक है 12 वी 100 आह बैटरी , और इसके लिए अधिकतम इच्छित वर्तमान सीमा 10 एम्पियर है। और हम चाहते हैं कि यह करंट Rx में लगभग 3 V विकसित हो।

ओम के नियम का उपयोग करके हम निम्नलिखित तरीके से Rx मान की गणना कर सकते हैं:

आरएक्स = 3/10 = 0.3 ओम

वाटेज = 3 x 10 = 30 वाट।

अब, 3 वी हाथ में अधिकतम सीमा है। अब, चूंकि op amp के pin2 पर मान का मान 1N4148 डायोड का उपयोग करके सेट किया जाता है, pin2 पर क्षमता लगभग 0.6 V होगी।

तो न्यूनतम सीमा 0.6 V हो सकती है। इसलिए यह हमें 0.6 V और 3 V के बीच न्यूनतम और अधिकतम सीमा प्रदान करता है।

हमें प्रीसेट सेट करना होगा जैसे कि 3 V पर, A1 से A4 तक के सभी पिन 3 वोल्टेज पिन 2 से अधिक हैं।

अगला, हम निम्न क्रम में बंद करने के लिए op amps मान सकते हैं:

2.5 V पर Rx A4 आउटपुट कम होता है, 2 V A3 आउटपुट कम होता है, 1.5 V A2 आउटपुट कम होता है, 0.5 V A2 आउटपुट कम होता है

याद रखें, हालांकि Rx में 0.5 V पर सभी एल ई डी बंद हो जाते हैं, लेकिन 0.5 V अभी भी बैटरी द्वारा खींचे जा रहे 1 एम्पीयर के अनुरूप हो सकते हैं। हम इसे फ्लोट चार्ज स्तर के रूप में मान सकते हैं, और बैटरी को कुछ समय तक जुड़े रहने की अनुमति देते हैं, जब तक कि हम अंत में इसे हटा नहीं देते।

यदि आप चाहते हैं कि अंतिम LED (सफ़ेद) तब तक रोशन रहे जब तक कि लगभग शून्य वोल्ट Rx के पार न पहुँच जाए, तो उस स्थिति में आप op amps के pin2 से संदर्भ डायोड को हटा सकते हैं, और इसे एक प्रतिरोधक के साथ बदल सकते हैं जैसे कि यह प्रतिरोधक R5 pin2 पर लगभग 0.2 V का वोल्टेज ड्रॉप बनाता है।

यह सुनिश्चित करेगा कि ए 1 पर सफेद एलईडी केवल तभी बंद हो जाती है जब आरएक्स में क्षमता 0.2 वी से नीचे चली जाती है, जो बदले में लगभग पूरी तरह से चार्ज और हटाने योग्य बैटरी के अनुरूप होगी।

प्रीसेट कैसे सेट करें।

इसके लिए आपको सप्लाई टर्मिनलों से जुड़े 1K पॉट का उपयोग करके एक डमी संभावित विभक्त की आवश्यकता होगी जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

प्रारंभ में, R1 से P1 --- P4 प्रीसेट लिंक को डिस्कनेक्ट करें और इसे 1 K पॉट के केंद्र पिन के साथ कनेक्ट करें, जैसा कि ऊपर बताया गया है।

1K पॉट की ओर सभी ऑप amp presets के केंद्र हाथ स्लाइड।

अब, 1K पॉट को समायोजित करें ताकि 2.5V अपने केंद्र की भुजा और जमीन की भुजा में विकसित हो। आप इस बिंदु पर केवल लाल एलईडी चालू पाएंगे। अगला, ए 4 प्रीसेट पी 4 को समायोजित करें ताकि लाल एलईडी बंद हो जाए। यह तुरंत ए 3 ग्रीन एलईडी पर स्विच करेगा।

इसके बाद 1K पॉट को समायोजित करें ताकि इसके केंद्र पिन वोल्टेज को 2V तक कम किया जा सके। ऊपर के रूप में, ए 3 प्रीसेट पी 3 को समायोजित करें ताकि ग्रीन बस बंद हो जाए। यह पीले एलईडी पर स्विच करेगा।

इसके बाद, 1K पॉट को अपने केंद्र पिन पर 1.5V का उत्पादन करने के लिए समायोजित करें, और A2 प्रीसेट पी 2 को समायोजित करें ताकि पीली एलईडी बस बंद हो जाए। यह सफेद एलईडी पर स्विच करेगा।

अंत में, इसके केंद्र पिन की क्षमता को 0.5 वी तक कम करने के लिए 1K पॉट को समायोजित करें। A1 प्रीसेट P1 को ऐसे एडजस्ट करें कि सफेद एलईडी बंद हो जाए।

पूर्व निर्धारित समायोजन अब खत्म हो गया है और किया है!

1K पॉट निकालें और पहले आरेख में शो के रूप में पूर्व निर्धारित आउटपुट लिंक को Rx पर फिर से कनेक्ट करें।

आप अनुशंसित बैटरी को चार्ज करना शुरू कर सकते हैं और तदनुसार एल ई डी का जवाब देख सकते हैं।

ऑटो कट ऑफ जोड़ना

जब करंट लगभग शून्य हो जाता है, तो एक रिले को चालू संवेदी बैटरी सर्किट सर्किट में ऑटो कट सुनिश्चित करने के लिए बंद किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

यह काम किस प्रकार करता है

जब बिजली चालू हो जाती है, तो 10uF संधारित्र सेशन एम्प्स के पिन 2 पोटेंशियल की एक क्षणिक ग्राउंडिंग होती है, जिससे सभी ऑप एम्प्स का आउटपुट हाई हो जाता है।

रिले आउटपुट पर ए 1 आउटपुट स्विच से जुड़ा रिले चालक ट्रांजिस्टर, जो बैटरी को एन / ओ संपर्कों के माध्यम से चार्जिंग आपूर्ति से जोड़ता है।

बैटरी अब Rx के आर-पार विकसित होने के लिए आवश्यक क्षमता पैदा करने वाली वर्तमान की निर्धारित मात्रा को चित्रित करना शुरू कर देती है, जिसे संबंधित प्रसेट्स, P1 --- P4 के माध्यम से op amps के पिन 3 द्वारा महसूस किया जाता है।

इस बीच, 10uF को R5 के माध्यम से चार्ज किया जाता है जो कि op2 के पिन 2 पर संदर्भ मान को वापस 0.6V (डायोड ड्रॉप) पर पुनर्स्थापित करता है।

जैसे ही बैटरी चार्ज होती है, ऑप amp आउटपुट पहले के अनुसार समझाते हैं, जब तक कि बैटरी पूरी तरह चार्ज नहीं हो जाती, जिससे A1 आउटपुट कम हो जाता है।

A1 आउटपुट कम होने के साथ, ट्रांजिस्टर रिले को बंद कर देता है और बैटरी को आपूर्ति से काट दिया जाता है।

एक अन्य उपयोगी वर्तमान साइडेड बैटरी कट-ऑफ डिज़ाइन

इस डिजाइन का काम वास्तव में सरल है। इन्वर्टिंग इनपुट पर वोल्टेज पी 1 प्रीसेट द्वारा एक स्तर पर तय किया जाता है जो बैटरी के अनुशंसित चार्जिंग चार्ज के अनुरूप रोकनेवाला बैंक आर 3 --- आर 13 के वोल्टेज ड्रॉप से ​​कम है।

जब पॉवर ऑन किया जाता है, तो C2 सेशन amp के नॉन-इनवर्टिंग पर एक उच्च प्रकट होता है, जो बदले में op amp आउटपुट को उच्च और MOSFET पर स्विच करने का कारण बनता है।

MOSFET आयोजित करता है और बैटरी को चार्जिंग आपूर्ति से जुड़ा होने देता है, जिससे चार्जिंग करंट को रोकनेवाला बैंक से होकर गुजरने में मदद मिलती है।

यह आईसी के गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर वोल्टेज को विकसित करने की अनुमति देता है, इसके इनवर्टिंग पिन की तुलना में अधिक है, जो एक स्थायी उच्च पर ऑप amp के उत्पादन को रोकता है।

MOSFET का संचालन अभी भी जारी है और बैटरी को चार्ज किया जाता है, जब तक कि बैटरी का वर्तमान सेवन बैटरी के पूर्ण चार्ज स्तर पर काफी कम नहीं हो जाता। रोकनेवाला बैंक में वोल्टेज अब गिरता है, जिससे कि ऑप amp का इन्वर्टिंग पिन अब सेशन amp के नॉन-इनवर्टिंग पिन से अधिक हो जाता है।

इसके कारण, op amp आउटपुट कम हो जाता है, MOSFET को स्विच ऑफ कर दिया जाता है, और बैटरी चार्जिंग अंत में रोक दी जाती है।