ऑटो कट ऑफ के साथ Op amp बैटरी चार्जर सर्किट

पोस्ट में दो ओपैंप IC 741 और LM358 आधारित ऑटो कट ऑफ बैटरी चार्जर सर्किट की चर्चा की गई है, जो न केवल इसकी विशेषताओं के साथ सटीक हैं, बल्कि इसकी उच्च / कम कट-ऑफ सीमा सीमा तक परेशानी मुक्त और त्वरित सेटिंग की अनुमति देता है।

श्री ममदौह द्वारा विचार का अनुरोध किया गया था।

सर्किट उद्देश्य और आवश्यकताएँ

1. जैसे ही मैं बाहरी शक्ति को स्वचालित रूप से कनेक्ट करता हूं यह बैटरी को डिस्कनेक्ट कर देगा और सिस्टम को आपूर्ति करेगा, इस बीच बैटरी को चार्ज करना।
2. ओवरचार्जिंग सुरक्षा (जो उपरोक्त डिज़ाइन में शामिल है)।
3. बैटरी कम और पूर्ण चार्जिंग संकेत (जो उपरोक्त डिज़ाइन में शामिल है)।
4. इसके अलावा, मुझे यह पता नहीं है कि मेरी बैटरी को चार्ज करने के लिए आवश्यक वोल्टेज को निर्धारित करने में मदद करने का सूत्र क्या है (बैटरी पुराने लैपटॉप से ​​निकाली जाएगी। कोई भी लोड नहीं होने पर 6 एपीएम के साथ 22V होगा)
5. इसके अलावा, मुझे यह बताने का सूत्र नहीं है कि मेरी बैटरी कितनी देर तक चलेगी, और अगर मुझे दो घंटे तक बैटरी चाहिए तो समय की गणना कैसे करें।
6. साथ ही, सीपीयू फैन सिस्टम द्वारा भी आपूर्ति करेगा। यह भी एक dimmer के विकल्प को जोड़ने के लिए बहुत अच्छा होगा, मेरी मूल योजना के लिए भिन्न v के बीच Alexa v की जरूरत नहीं थी।

सर्किट आरेख

नोट: कृपया 10K को 1N4148 के साथ श्रृंखला में बदलें, 1K के साथ

परिरूप

अपने पिछले बैटरी चार्जर कंट्रोलर सर्किट के सभी में मैंने फुल चार्ज ऑटो कट-ऑफ को निष्पादित करने के लिए एक ही ओपैंप का उपयोग किया है, और कनेक्टेड बैटरी के लिए निम्न स्तर के चार्जिंग स्विच को सक्षम करने के लिए हिस्टैरिसीस रोकनेवाला नियोजित किया है।

हालाँकि इस हिस्टैरिसीस रोकनेवाला की गणना सटीक निम्न स्तर की बहाली को प्राप्त करने के लिए थोड़ा मुश्किल हो जाता है और कुछ परीक्षण और त्रुटि प्रयास की आवश्यकता होती है जो समय लेने वाली हो सकती है।

ऊपर प्रस्तावित opamp में कम उच्च बैटरी चार्जर नियंत्रक सर्किट दो opamp तुलनित्र को एक के बजाय शामिल किया गया है जो सेट अप प्रक्रियाओं को सरल करता है और उपयोगकर्ता को लंबी प्रक्रियाओं से राहत देता है।

आकृति का हवाला देते हुए हम बैटरी वोल्टेज को महसूस करने और आवश्यक कट-ऑफ संचालन के लिए तुलना के रूप में कॉन्फ़िगर किए गए दो opamps देख सकते हैं।

मान लिया जाए कि बैटरी 12V बैटरी है, तो निचला A2 opamp का 10K प्रीसेट इस तरह सेट किया जाता है कि इसका आउटपुट पिन # 7 हाई लॉजिक हो जाता है जब बैटरी वोल्टेज सिर्फ 11V मार्क (लोअर डिस्चार्ज थ्रेशोल्ड) को पार करता है, जबकि ऊपरी A1 opamp का प्रीसेट समायोजित किया जाता है जब 14.3V पर बैटरी वोल्टेज हाई कट ऑफ थ्रेशोल्ड को छूता है तो इसका आउटपुट अधिक हो जाता है।

इसलिए 11V पर, A1 आउटपुट पॉजिटिव आता है, लेकिन 1N4148 डायोड की मौजूदगी के कारण यह पॉजिटिव अप्रभावी रहता है और ट्रांजिस्टर के बेस पर आगे बढ़ने से अवरुद्ध हो जाता है।

बैटरी चार्ज करना जारी रखती है, जब तक कि यह 14.3V तक नहीं पहुंच जाता है जब ऊपरी ओपैम्प रिले को सक्रिय करता है, और बैटरी को चार्जिंग आपूर्ति को रोक देता है।

पिन # 1 भर में प्रतिक्रिया प्रतिरोधों को शामिल करने और A1 के # 3 पिन के कारण स्थिति तुरंत लचर हो जाती है। बैटरी के लिए आपूर्ति पूरी तरह से कट जाने से रिले इस स्थिति में बंद हो जाता है।

बैटरी अब धीरे-धीरे कनेक्टेड लोड के माध्यम से निर्वहन करना शुरू करती है जब तक कि यह 11 वी पर अपने निचले निर्वहन सीमा स्तर तक नहीं पहुंचता है जब ए 2 आउटपुट को नकारात्मक या शून्य पर जाने के लिए मजबूर किया जाता है। अब इसके आउटपुट पर डायोड आगे पक्षपाती हो जाता है और ए 1 के संकेतित पिंस के बीच लैचिंग फीडबैक सिग्नल को ग्राउंडिंग करके कुंडी को जल्दी से तोड़ देता है।

इस क्रिया के साथ रिले तुरंत निष्क्रिय हो जाता है और अपनी प्रारंभिक N / C स्थिति में वापस आ जाता है और चार्जिंग करंट फिर से बैटरी की ओर बहना शुरू हो जाता है।

इस opamp कम उच्च बैटरी चार्जर सर्किट का उपयोग डीसी यूपीएस सर्किट के रूप में भी किया जा सकता है, मुख्य उपस्थिति या अनुपस्थिति की परवाह किए बिना लोड के लिए एक निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए और इसके उपयोग के माध्यम से एक निर्बाध आपूर्ति प्राप्त करने के लिए।

इनपुट चार्जिंग आपूर्ति को एक विनियमित बिजली आपूर्ति से प्राप्त किया जा सकता है जैसे कि LM338 निरंतर चालू चर स्थिर वोल्टेज सर्किट बाहरी रूप से।

प्रीसेट कैसे सेट करें

• प्रारंभ में A1 ऑप amp से कटे हुए 1k / 1N4148 फीडबैक को रखें।
• A1 प्रीसेट स्लाइडर को जमीनी स्तर पर ले जाएं, और A2 प्रीसेट स्लाइडर को सकारात्मक स्तर पर ले जाएं।
• एक चर बिजली की आपूर्ति के माध्यम से, 14.2 वी लागू करें जो 'बैटरी' बिंदुओं पर 12 वी बैटरी के लिए पूर्ण प्रभार स्तर है।
• आप रिले को सक्रिय कर पाएंगे।
• अब धीरे-धीरे A1 प्रीसेट को पॉजिटिव साइड की ओर ले जाएं, जब तक कि रिले सिर्फ निष्क्रिय न हो जाए।
• यह फुल चार्ज कट ऑफ सेट करता है।
• अब, 1k / 1N4148 को वापस कनेक्ट करें ताकि A1 उस स्थिति में रिले को लेट कर दे।
• अब धीरे-धीरे बैटरी की लोअर डिस्चार्ज लिमिट की ओर वैरिएबल सप्लाई को एडजस्ट करें, आप पाएंगे कि रिलेटेड रिस्पॉन्स रिस्पॉन्स के कारण रिले को स्विच ऑफ रहना जारी है।
• कम बैटरी डिस्चार्ज थ्रेसहोल्ड स्तर तक बिजली की आपूर्ति को समायोजित करें।
• इसके बाद, A2 प्रीसेट को ग्राउंड साइड की ओर ले जाना शुरू करें, जब तक कि यह A2 आउटपुट को शून्य में बदल देता है जो A1 कुंडी को तोड़ देता है, और रिले को वापस चार्जिंग मोड पर स्विच करता है।
• यह सब है, सर्किट अब पूरी तरह से सेट है, इस स्थिति में प्रीसेट को सील करें।

अनुरोध में अन्य अतिरिक्त प्रश्नों के उत्तर निम्नानुसार हैं:

फुल चार्ज कट ऑफ लिमिट की गणना के लिए फॉर्मूला है:

बैटरी वोल्टेज रेटिंग + 20%, उदाहरण के लिए 12V का 20% 2.4 है, इसलिए 12 + 2.4 = 14.4V एक 12V बैटरी के लिए पूर्ण चार्ज कट ऑफ वोल्टेज है

बैटरी का बैक अप समय जानने के लिए निम्न सूत्र का उपयोग किया जा सकता है, जो आपको लगभग समय तक बैटरी का बैकअप देता है।

बैकअप = 0.7 (आह / लोड करंट)

दो से अधिक amps का उपयोग कर एक स्वचालित ओवर / अंडर कट-ऑफ बैटरी चार्जर सर्किट बनाने के लिए एक अन्य वैकल्पिक डिजाइन, नीचे देखा जा सकता है:

यह काम किस प्रकार करता है

यह मानते हुए कि कोई बैटरी कनेक्ट नहीं है, रिले संपर्क N / C स्थिति पर है। इसलिए जब बिजली चालू होती है, तो op amp सर्किट संचालित होने में असमर्थ होता है और निष्क्रिय रहता है।

अब, मान लीजिए कि डिस्चार्ज की गई बैटरी इंगित बिंदु से जुड़ी हुई है, तो ऑप amp सर्किट बैटरी के माध्यम से संचालित हो जाता है। चूँकि बैटरी डिस्चार्ज स्तर पर है, यह ऊपरी ऑप amp के कम (-) इनपुट पर क्षमता बनाता है, जो पिन (+) से कम हो सकता है।

इसके कारण, ऊपरी ऑप amp आउटपुट अधिक हो जाता है। ट्रांजिस्टर और रिले सक्रिय होते हैं, और रिले संपर्क N / C से N / O तक चले जाते हैं। यह अब बैटरी को इनपुट बिजली की आपूर्ति से जोड़ता है, और यह चार्ज करना शुरू करता है।

एक बार बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाने के बाद, ऊपरी op amp की क्षमता (-) पिन उसके (+) इनपुट से अधिक हो जाती है, जिससे ऊपरी op amp का आउटपुट पिन कम हो जाता है। यह तुरंत ट्रांजिस्टर और रिले को बंद कर देता है।

बैटरी को अब चार्जिंग आपूर्ति से काट दिया गया है।

1N4148 डायोड में (+) और ऊपरी सेशन amp आउटपुट होता है ताकि बैटरी गिरना शुरू हो जाए तो भी रिले कॉनशन पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

हालांकि, मान लीजिए कि बैटरी को चार्जर टर्मिनलों से हटाया नहीं गया है, और एक लोड इसके साथ जुड़ा हुआ है ताकि यह निर्वहन शुरू हो।

जब बैटरी वांछित निचले स्तर से नीचे डिस्चार्ज हो जाती है, तो निचले ऑप amp के पिन (-) की क्षमता इसके (+) इनपुट पिन से कम हो जाती है। यह तुरंत निम्न सेशन amp के आउटपुट को उच्च करने का कारण बनता है, जो ऊपरी सेशन amp के पिन 3 को हिट करता है। तुरन्त कुंडी तोड़ता है, और ट्रांजिस्टर और रिले को फिर से चार्ज करने की प्रक्रिया शुरू करने के लिए स्विच करता है।

पीसीबी डिजाइन

एक वर्तमान नियंत्रण चरण जोड़ना

उपरोक्त दो डिज़ाइनों को MOSFET आधारित वर्तमान नियंत्रण मॉड्यूल जोड़कर वर्तमान नियंत्रण के साथ उन्नत किया जा सकता है:

आर 2 = 0.6 / वर्तमान चार्ज

रिवर्स पोलारिटी प्रोटेक्टर जोड़ना

बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल के साथ श्रृंखला में एक डायोड जोड़कर एक रिवर्स पोलरिटी सुरक्षा को उपरोक्त डिजाइनों में शामिल किया जा सकता है। कैथोड बैटरी पॉजिटिव टर्मिनल, और एनोड सेशन एम्प पॉजिटिव लाइन पर जाएगी।

कृपया सुनिश्चित करें कि इस डायोड में 100 ओम अवरोधक कनेक्ट करें, अन्यथा सर्किट चार्जिंग प्रक्रिया शुरू नहीं करेगा।

रिले को हटाना

पहले opamp आधारित बैटरी अभियोक्ता डिजाइन में, रिले को समाप्त करना और ठोस राज्य ट्रांजिस्टर के माध्यम से चार्जिंग प्रक्रिया को संचालित करना संभव हो सकता है, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:

सर्किट कैसे काम करता है

• मान लें कि ए 2 प्रीसेट को 10 वी थ्रेसहोल्ड पर समायोजित किया गया है, और ए 1 प्रीसेट को 14 वी थ्रेसहोल्ड पर समायोजित किया गया है।
• मान लीजिए कि हम एक बैटरी कनेक्ट करते हैं जिसे 11 वी के मध्यवर्ती चरण में छुट्टी दे दी जाती है।
• A1 के इस वोल्टेज पर पिन 2, पिन 5 प्रीसेट की सेटिंग के अनुसार, इसकी पिन 3 संदर्भ क्षमता से नीचे होगा।
• यह A1 के आउटपुट पिन 1 को उच्च करेगा, जिससे ट्रांजिस्टर BC547 और TIP32 चालू हो जाएगा।
• बैटरी अब TIP32 के माध्यम से चार्ज करना शुरू कर देगी, जब तक कि टर्मिनल वोल्टेज 14 V तक नहीं पहुंच जाता।
• 14 वी पर, ऊपरी प्रीसेट की सेटिंग के अनुसार, A1 का पिन 2 अपने पिन 3 से अधिक हो जाएगा, जिससे आउटपुट कम हो जाएगा।
• यह तुरंत ट्रांजिस्टर को बंद कर देगा, और चार्जिंग प्रक्रिया को रोक देगा।
• उपरोक्त कार्रवाई 1k / 1N4148 के माध्यम से A1 op amp को भी रोक देगी, ताकि भले ही बैटरी वोल्टेज 13 V के SoC स्तर पर गिर जाए, A1 में pin1 आउटपुट कम रहेगा।
• अगला, जैसे ही बैटरी एक आउटपुट लोड के माध्यम से डिस्चार्ज होने लगती है, तब तक इसका टर्मिनल वोल्टेज गिरना शुरू हो जाता है, जब तक कि यह 9.9 वी तक गिर नहीं जाता।
• इस स्तर पर, निम्न प्रीसेट की सेटिंग के अनुसार, A2 का पिन 5 अपने पिन 6 से नीचे चला जाएगा, जिससे इसका आउटपुट पिन 7 कम हो जाएगा।
• ए 2 के पिन 7 पर यह लो ए 1 के पिन 2 को लगभग 0 वी तक खींच लेगा, जैसे कि अब ए 1 का पिन 3 अपने पिन 2 से अधिक हो जाता है।
• यह ए 1 कुंडी को तुरंत तोड़ देगा, और ए 1 का आउटपुट एक बार फिर उच्च हो जाएगा, ट्रांजिस्टर को चालू करने और चार्जिंग प्रक्रिया शुरू करने में सक्षम करेगा।
• जब बैटरी 14 वी तक पहुंचती है, तो प्रक्रिया फिर से चक्र को दोहराएगी